Monstertruck mit Fingerspitzengefühl - All

SENSORIK
Positionierung und Kollisionsvermeidung mittels Lasermessung
Monstertruck mit
Fingerspitzengefühl
Die trockene Luft und die Höhenlage machen die chilenischen Anden zur perfekten Beobachtungsplattform für die Erforschung des Weltalls. In über 5 000 m Höhe transportieren Allrad-Transporter 130 t
schwere Radioteleskope zu ihren wechselnden Einsatzorten. Outdoor-Lasermesssysteme unterstützen die
Positionierung der Fahrzeuge beim Aufnehmen und Absetzen der Radioteleskope und vermeiden Kollisionen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Fahrzeuge.
Mit 20 m Länge, 10 m Breite und 6 m
Höhe bringen die Allrad-Transporter des
Spezialfahrzeugbauers Scheuerle 250 t
auf die Waage. Das European Southern
Observatory (ESO), die Europäische Organisation für astronomische Forschung in
der südlichen Hemisphäre, bestellte zwei
dieser Riesentransporter. Bestimmt sind
sie für das Projekt Alma, dem 'Atacama
Large Millimeter/Submillimeter Array'.
Das ist eine terrestrische Weltraum-Beobachtungsstation, die aus etwa 80 einzelnen, je nach Forschungsprojekt verfahr- und aufstellbaren, Radioteleskopen
besteht. Es ist nicht nur die höchstgelegene Forschungsstation, die die ESO in den
chilenischen Anden auf mehreren tausend Metern Höhe betreibt, sondern auch
eine einzigartige.
Die Radioteleskope – jedes mit einem
Durchmesser von 12 m – werden ab 2012
auf elektromagnetischem Weg in die
fernsten, kältesten und für das menschliche Auge dunkelsten Regionen des Universums vordringen. Mit Wellenlängen
zwischen 0,3 und 9,6 mm werden Auflösungen von 0,005“ erreicht – zehnmal
besser als es das Weltraumteleskop Hubble kann.
Die Besonderheit von Alma ist, dass die
einzelnen Radioteleskope mobil sind und
zusammen das größte Antennenfeld der
Welt bilden. Je nach Forschungsaufgabe
können die etwa 130 t schweren Einzelteleskope auf rund 200 Betonfundamenten innerhalb einer Fläche von 15 mal
15 km positioniert, ausgerichtet und dann
in Reihe geschaltet werden. Das ergibt
ein riesiges Gesamt-Radioteleskop mit
unvorstellbarer Reichweite. Für die erforderliche Mobilität der Radioteleskope
AUTOR
Harald Weber ist Produktmanager Lasermesstechnik in der Division Auto Ident der
SICK AG in Reute.
Thomas Fischer arbeitet im Verkaufsaußendienst der SICK Vertriebs-GmbH in Düsseldorf.
3D-Simulation: Ein Fahrzeug beim Transport
eines Teleskops
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KOMPAKT
Lasermesssysteme sorgen beim Aufnehmen und Absetzen der Radiosteleskope
für die Feinpositionierung. Erkennt ein
Laserscanner, dass die Positionierung vor
dem aufzunehmenden Teleskop korrigiert werden muss, wird dies dem Fahrer angezeigt. Die Systeme, die die äußeren Fahrzeugseiten überwachen, stellen
sicher, dass es beim Fahren und Manövrieren nicht zu Kollisionen kommt. Ein
beheizbares Staubschutzgehäuse und
spezielle Software-Algorithmen vermeiden eine Beeinträchtigung durch Regen,
Schneefall, Nebel oder starke Sonneneinstrahlung. Außerdem arbeiten die Messsysteme fremdlichtsicher.
sorgen die von Scheuerle stammenden
Megatrucks.
Megatrucks übernehmen den
Transport
Temperaturen von -50 °C im Winter und
50 °C im Sommer, staubige Straßen und
Wege, Strahlung aus dem All sowie das
besondere Transportgut stellen zahlreiche Sonderanforderungen an das Material und die Technik der Transporter. Zusätzlich lässt die sauerstoffarme Luft von den
1 360 PS Nenn-Leistung der beiden Dieselmotoren nur noch 820 PS übrig. „Vieles,
was im Serienbereich eingesetzt werden
kann, war für das Projekt Radioteleskop-
Transporter aufgrund der besonderen
Einsatzbedingungen nicht verwendbar
oder musste modifiziert werden“, bestätigt Lothar Riesenegger, Leiter Marketing
und PR bei Scheuerle. Entstanden sind
Fahrzeuge von beeindruckenden Dimensionen, die sich dennoch von nur einer
Person bedienen lassen.
Die Fahrzeuge transportieren die Radioteleskope vom Basislager in 2 900 m Höhe – wo die Teleskope zusammengebaut
werden – über eine rund 28 km lange
Schotterpiste mit Steigungen von bis zu
10 % zum Observatorium in über 5 000 m
Höhe. Ab 2012 werden sie dann zum
Transport der Radioteleskope innerhalb
des Antennenfeldes eingesetzt.
Messsysteme trotzen der Wüste
Die Lasermesssysteme LMS 221 schützen
die Fahrzeuge und die Radioteleskope vor
Kollisionen und unterstützen die Feinpositionierung der Fahrzeuge beim Aufnehmen und Absetzen der empfindlichen
Anlagen auf den Fundamenten. Die Systeme sind sowohl hard- als auch softwaretechnisch auf die rauen Bedingungen des Outdoor-Einsatzes ausgelegt.
Zum Beispiel vermeiden ein beheizbares
Staubschutzgehäuse und spezielle Software-Algorithmen eine Beeinträchtigung
durch Regen, Schneefall, Nebel oder starke Sonneneinstrahlung.
Die Radioteleskop-Transporter des Alma-Projektes haben ein Gesamtgewicht von 250 t. Sie
sind 20 m lang, 10 m
breit und 6 m hoch.
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SENSORIK
Das vertikal installierte Lasermesssystem im zusätzlichen Schutzgehäuse vermeidet Kollisionen zwischen Fahrzeug und Teleskop beim
Aufnehmen und Absetzen.
Die optischen Sensoren verfügen über einen Scanwinkel von bis zu 180° sowie eine
Reichweite von bis zu 80 m. Die Parametrier- und Überwachungssoftware ist
direkt in den Scanner integriert. Die Objekterfassung um die Fahrzeuge herum
sowie im Bereich des Schrägaufzuges für
die Radioteleskope erfolgt durch Aussenden eines gefächerten Laserlichtimpulses
im Millisekunden-Takt. Die Geräte messen die Zeit bis zum Wiedereintreffen der
vom Objekt kommenden Lichtremission
und errechnen daraus die Entfernung
und die Position. Das Detektionsvermögen der Scanner ist dabei weitgehend
unabhängig von Farbe und Oberfläche.
Auch die Lichtverhältnisse bei Tag oder
Nacht spielen nahezu keine Rolle, da das
Gerät nur Remissionen der Laserimpulse
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Das horizontal installierte Lasermesssystem erkennt Hindernisse im
Außenbereich der Transportfahrzeuge.
auswertet und zudem fremdlichtsicher
arbeitet. Die je nach Einbaulage horizontalen oder vertikalen Überwachungsfelder sowie einige Messparameter wie
Frequenz, Auflösung oder zulässige Toleranzen wurden individuell für die AlmaTransporter parametriert.
Tonnen genau bewegen
Zum Aufnehmen fährt der Transporter
rückwärts auf das Radioteleskop zu.
Obwohl durch den hydrostatischen Fahrantrieb ein millimetergenaues Positionieren möglich ist, überwachen die Lasermesssysteme die Seiten der Aufnahmevorrichtung sowie den Bereich zwischen
den beiden seitlichen Schrägaufzügen.
Erkennt ein Laserscanner, dass die Positionierung korrigiert werden muss, wird
dies dem Fahrer in der Kabine angezeigt.
Bleibt ein solches Signal aus, kann der
Fahrer auf die korrekte Positionierung
vertrauen und das Radioteleskop aus der
Halterung im Fundament heben. Genauso unterstützen die Messsysteme den
Fahrer auch vor dem Absetzen eines Teleskops bei der Positionierung vor dem Fundament. Die Systemen, die die äußeren
Fahrzeugseiten überwachen, stellen sicher, dass es beim Fahren und Manövrieren der Fahrzeuge nicht zu Kollisionen
mit anderen Objekten kommt.
infoDIRECT
764iee0808
www.iee-online.de
Broschüre Lasermesssystem
Link zum Messsystemhersteller
Link zum Fahrzeugbauer
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