Verbundprojekt: Elektroniksysteme für extrem robuste IoT- und KI-Anwendungen - CHARM -; Teilvorhaben: Hochauflösendes Radar-Modul für autonom arbeitende Bergbaumaschinen

Das Ziel des übergeordneten EU-Projekts ist die Entwicklung von Designstrategien, Komponenten und Aufbautechnologien für die Realisierung von IoT Infrastrukturen in rauen industriellen Einsatzumgebungen, die gekennzeichnet sind durch hohe Drücke, Temperaturen, Flüssigkeiten und/oder Partikelbelastungen. Das hier beantragte Teilprojekt konzentriert sich auf die Entwicklung von Radarsensoren, die im "Digitalen Bergbau" das autonome Fahren der Abbaumaschinen ermöglichen sollen. Die widrigen Umgebungsbedingungen wie Kohlestaub, Luftfeuchte und Mehrfachreflexionen an den Wänden bilden große Herausforderungen für die Radartechnik. Vorangegangene Versuche haben gezeigt, dass bisher verfügbare Radarsensoren, wie sie beispielsweise in der Automobiltechnik eingesetzt werden, untertage nicht verwendbar sind. Diese Probleme sollen nun durch neu entwickelte Hardware, dedizierte, optimierte Antennenstrukturen und neue Signalverarbeitungsalgorithmen angegangen werden. Dabei wird in Zusammenarbeit mit dem finnischen Partner Sandvik ein Anforderungsprofil erstellt und die Spezifikationen für das Radarsystem ermittelt. Nach diesen Anforderungen wird ein Sensormodul entwickelt, mit dem im Umfeld untertage Hindernisse in der Umgebung der Maschine lokalisiert und quantifiziert werden können. Dabei müssen auch die Zulassungsvorschriften und EMV-Normen weltweit beachtet werden. Die Rundum-Überwachung der Bergbaumaschine wird durch die Fusionierung der Daten mehrerer Einzelsensoren erreicht. Hierfür wird eine Digitalplattform mit hoher Rechenleistung und hohen Datenraten konzipiert und entwickelt. Die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems wird in definierten Use-Cases an einer Bergbaumaschine im Minenumfeld demonstriert.