Galileo Search and Rescue Avalanche

Forschungsprojekt „Galileo Search and Rescue
Lawine
Lawine“
- eine erste Galileo Anwendung im Bereich Lawinenrettung
Gmunden,, 24.11.2010
„Satellitennavigation
Satellitennavigation – Lösungen für
Sicherheit und Rettung“
Holger Schulz, M. Systems Eng.
Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik
Projektzentrum
j
Prien
Fraunhofer-Gesellschaft
ƒ 60 Institute in Deutschland
ƒ ca.
ca 17
17.000
000 Mitarbeiter
ƒ über 1,5 Mrd. € Umsatz
ƒ mehr als 1,3 Mrd. € in Vertragsforschung
ƒ Außenstellen in Europa,
p , USA,, Asien,, Naher Osten
Joseph von Fraunhofer
(1787 - 1826)
Forscher, Erfinder
und Unternehmer
©Fraunhofer IML 2010 – Holger Schulz
Die Fraunhofer-Idee
Formen der Zusammenarbeit
ƒ Auftragsforschung
ƒ Technologietransfer
ƒ Gemeinschaftsforschung
©Fraunhofer IML 2010 – Holger Schulz
DAS FRAUNHOFER IML PROJEKTZENTRUM IN PRIEN
Projektzentrum Verkehr, Mobilität und Umwelt
Informationslogistik
■
Mobilitätsmanagement
■
Telematiksysteme
■
Prozessoptimierung
P
ti i
iim
Gesundheitswesen
■
Straße / Schiene
■
Kombinierter Verkehr
■
Tourismuslogistik
■
Werksverkehr
■
Informationssysteme mit
Ortsbezug
■
Umschlagplanung
■
mobile Satelliten-NavigationsAnwendungen
©Fraunhofer IML 2010 – Wolfgang Inninger
Sicherheitslogistik
Verkehr &
Transport
■
Innovative Konzepte für
Gütertransporte
■
Transportoptimierung
■
Verkehrsplanung (ÖV, IV,
Simulation))
■
Dynamische
Verkehrsleitsysteme
■
Rettungskräftemanagement
■
Versorgungssicherheit für
Güter und Personen
■
Telematik im
Gesundheitswesen
■
Informationsmanagement für
Gefahrguttransporte
■
Schutz sensibler Daten
Forschungsprojekt „Galileo Search & Rescue Lawine“
Entwicklung eines Systems, das ein schnelleres und einfacheres Auffinden
Lawinenverschütteter unterstützt.
www.sar-lawine.eu
Auftraggeber:
BMWi, DLR
Ziel:
ƒ Exakte 3D Positionsbestimmung im Gebirge
ƒ Nutzung von GATE und Galileo
ƒ Anwendung der Satellitennavigation zur Ortung und
Suche
ƒ Reduzierung der Rettungszeit
Nutzen:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Schnelle Ortung der Verschütteten
Hochgenaue Ortung
Reduzierung der Suchzeit
Anwendung auch in anderen SAR Bereichen
“Ad hoc infrastructure to
locate missing people“
Projektpartner
proTime, (Technische Projektleitung, Entwicklung Hardware, Software
und Firmware der SatNav Systeme, Basis der Rettungszentrale)
Fraunhofer IML (wissenschaftliche Begleitung
Begleitung, Konzeption und
Planung, Prozesse und Logistik, Projektmanagement)
Umsetzungspartner:
Hochschule Rosenheim / Bereich Elektro- und Informationstechnik
Volmer Informationstechnik (Mechanik, Anwendungstest)
Anwendungspartner:
Initiative Satellitennavigation Berchtesgadener Land
Bergwacht Berchtesgaden
Bayerische Polizei
Trainingszentrum Bundespolizei
Das Vorhaben “Galileo SAR Lawine“ wird mit Mitteln des
Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie
durch die Raumfahrtagentur des Deutschen Zentrums für
Luft und Raumfahrt e.V.
Lufte V unter dem Förderkennzeichen
50 NA 0719 gefördert.
Galileo Testgebiet GATE
• Test und Demonstration des Systems mit GATE
• Einbeziehung der GATE-Ortung
• Anwendungstests im GATE-Gebiet
Galileo Anwendungsentwicklung
• GATE:
- Galileo Test-und Entwicklungsumgebung
- im Auftrag des DLR (German Aerospace Center)
• Was ist GATE
3D-Sicht auf das GATE-Testgebiet
in Berchtesgaden
- bodengestütztes Funknavigationssystem unter
Verwendung von Galileo-Signalen
Galileo Signalen
- Basierend auf stationären, terrestrischen
Sendestationen (8 Sendestationen)
Die Versuchung Schneewelt…
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Tourengeher
Variante Skifahrer
Free rider
S o boa de
Snowboarder
Eiskletterer
Schneeschuhwanderer
…
… ist nicht immer ungefährlich …
Aufgabenstellung
Aufgabe -ABei der Rettung von Verschütteten kommt es bei der Suche auf
jede Minute an.
ƒ die meisten alpinen Bergwanderer bzw. Skitourengeher sind mit
üblichen Lawinenverschüttetensuchgeräten (LVS- Geräten)
ausgerüstet
ƒ analoge Sendetechnik auf 457 kHz (Standard)
LVS Gerät (Piepser)
LVS-Gerät
ƒ als Sender üblich und gut
geeignet da
ƒ zum Orten von Verschütteten nur bedingt geeignet,
zeitaufwendig und schulungsintensiv.
ƒ Variantengeher haben oft kein LVS!
Aufgabe -BVerschüttete ohne Lawinenpiepser – weitere Ortungsmöglichkeiten
ƒ Mobiltelefon
ƒ sehr hohe Verbreitung
ƒ technische Herausforderung
ƒ in Kombination mit Ortsinformation hier realisierbar
Lawinenrettung anhand LVS-Geräte
© by
b Georg
G
S j
Sojer
Überlebenszeit ca. 30 min
vielleicht mehr…
Grobsuche
Feinortung
Punktortung
Sondierung
Grabung
Problemstellung:
- Einfach- oder Mehrfachverschüttungen
aufgrund von Lawinen
- Professionelle Skifahrer verwenden die
üblichen Lawinenpiepser
LVS
Grobsuche
GSAR
Grobsuche
0%
Feinortung
Ortung
20%
Punktortung
S
o
n
- Rettungskräfte orten teilweise mit einer 30
Jahre alten Technologie
- Mobiltelefone werde nicht geortet
- Verschüttete ohne Lawinenpiepser sind so
gut wie verloren
Sondierung
Grabung
Grabung
40%
60%
80%
100%
Positionsbestimmungsansatz
Die neue Ortungsmöglichkeit (basierend auf GNSS)
47.524040,
12.441329
2
1
Verschütteter
Sender LVS
Herkömmliche
s Suchgerät
LVS
Suche entlang
der Feldlinie,
zeitaufwendig,
teilw. ungenau
GSAR Lawine –
Messung der
Feldstärke / richtung (3D)
mit Ortsbezug
Ortsbezug,
genau, sofort –
innerhalb von ca.
30 Sekunden
Die präzise Lage der Magnetfeldquelle (LVS Sender) wird
über einen Algorithmus berechnet!
(Lawinenpiepser 457 kHz)
Kernpunkte Galileo SAR Lawine
Projekt Galileo SAR Lawine (Inhalt / Technik)
- Nutzung des Feldlinienmodells zur Senderortung
- Einbindung alternativer SatNav
Empfängertechnik
- Multi SatNav Empfänger
- hochgenaue
h h
P
Position
iti zu llokalem
k l
Fi
Fixpunkt
kt
Lokalisierungsgenauigkeit von Lawinenpiepsern ca.
10 x 10 x 10 cm
Positionsbestimmungsansätze
Variante 2:
ƒ Verwenden einer mobilen
Messantenne
und einer ortsfesten Basisstation
ƒ Aufnahme mehrerer Messwerte
an verschiedenen Stellen mit der
tragbaren Messantenne
ƒ Ermittlung des relativen Abstandes
zwischen dem Empfänger und
der ortsfesten Basis
ƒ Positionsbestimmung des Senders
durch Algorithmus in der Zentrale
(Laptop)
ƒ Darstellung des relativen Standorts auf
dem Suchgerät
ƒ theoretisch auch mit Drohne
g
möglich!
„Galileo SAR Avalanche”
Galileo SAR Lawine Demonstration
Demonstration des Gesamtsystems:
• 25.03.2010: Galileo Testgebiet Berchtesgaden (GATE)
• 23.06.2010: Trainingszentrum der Bundespolizei
(Kührointhaus)
- erfolgreiche Praxistests unter Echtzeitbedingungen:
- erfolgreiche Vorführung des Gesamtsystems mit
allen 3 Satellitensysteme (GPS, Galileo, GLONASS)
(= weltweit erstes erfolgreicher Test, inklusive
eigenem
Galileo-Empfänger)
- Ortung der exakten Lage des Lawinenpiepsers
(x/y/zKoordinaten (Richtung, Entfernung und Tiefe))
jeweils
mit einer Genauigkeit von <10 cm.
- mehrere Wiederholungen (ca. 5) des Suchvorgangs
durchgeführt – alle erfolgreich bestanden.
1. Demonstration – 25.03.2010
Galileo Testgebiet Berchtesgaden (GATE)
1. Demonstration – 25.03.2010
Galileo Testgebiet Berchtesgaden (GATE)
2. Demonstration – 23.06.2010 Trainingszentrum
der Bundespolizei (Kührointhaus)
Projekterweiterung / Handyortung
Luftrettung
Ortung von verschütteten Handys
Ek
Erkenntnis:
i
Bundespolizei
- Großteil der Skifahrer tragen Mobiltelefone bei sich
- System zur Handyortung wird benötigt
- Breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten der
Handyortung:
Æ O
Ortung
t
von Vermissten
V
i t (Bergwanderer)
(B
d
)
Æ Ortung bei Katastrophen (Einstürze, …)
Æ etc.
Bergwacht
- Zell-Ortung viel zu ungenau
Herausforderung der Handyortung
- Mobiltelefon muss zur erfolgreichen Ortung aktiviert werden,
d.h. zum „Senden“ angeregt werden.
Handyortung
Handyortung
Lösungsansatz
g
- Algorithmus für Handyortung bestimmen
- Messtechnik für Handyortung in Galileo SAR Lawine
System integrieren
- Handy in geeigneter Weise ansprechen
Samsung SGH Z 630
- Messung in Luft und Schnee Æ Messung des
4,5
4
Mes
sswerte in A/m
3,5
Handy-Feldes möglich
3
2,5
Samsung SGH Z 630
2
- NetzN t Empfang
E f
auch
hb
beii vollständiger
ll tä di
1,5
1
0,5
0
5
5
10
20
30
45
80
Schneebedeckung vorhanden (Tiefe ca. 85cm)
Abstand in cm
- Deutlich erkennbarer Signalverlauf
Erste Labor- und Freifeldversuche (ohne Schnee) deuten auf eine
Positionsgenauigkeit von < 1m hin.
Galileo Masters – winner of Bavaria
The ”Avalanche Rescue Navigator - ARN“
Wolfgang Inninger, scientist at Fraunhofer Institute IML, Project Center Prien in
cooperation with Gerd Waizmann,
Waizmann proTime GmbH
GmbH.
„Avalanche Rescue Navigator – ARN“
Umsetzung des Projekts Galileo SAR Lawine in die Idee „Avalanche
Rescue Navigator – ARN“
Merkmale ARN:
- Ortung von:
- Lawinenpiepsern (LVS-Geräten)
- Mobiltelefone
- Anzeige von Mehrfachverschütteten
(inklusive deren exakten Tiefe)
- Rettungsplan für Verschüttete möglich
- hochpräzise Ortung
- aktuelle LVS
LVS-Gerätetechnologie
Gerätetechnologie kann durch ARN
verbessert werden
- ARN ist Lawinenpiepser der (über-)
(über ) nächsten
Generation
weitere Anwendungsmöglichkeiten
Personen in zerstörten Gebäuden
1. Handy von Vermissten / Verschütteten wird
zum Funken angeregt
2 Hochpräzise Ortung der Opfer
2.
3. Navigation der Rettungskräfte
Positionen
von
Verschütteten
Auffinden von Verletzten
ƒ Erdbeben
ƒ Gasexplosionen / (Dach
(Dach-)) Einstürze
ƒ Murenabgänge / …
Æ Schnelle und gezielte Hilfeleistung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Holger Schulz, M. Systems Eng.
Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML
Joseph-von-Fraunhofer Str. 9
83209 Prien a. Chiemsee
[email protected]
Tel.: +49 8051/ 901-118