Autonomously mapping shallow water environments under and above the water surface

The paper describes an autonomous water vehicle (ASV) capable of autonomously mapping shallow water environments above and below the water surface. Over the past two years, Fraunhofer IOSB has developed a system that is fully electrified and equipped with extensive sensor technology (multibeam sonar, lidar, cameras, IMU, GNSS). For autonomous navigation, the complete processing pipeline was implemented, from obstacle detection and avoidance to trajectory planning and control to multi-sensor localization and mapping. Above water, both lidar-based mapping and photogrammetric methods are used; underwater, bathymetry data is obtained using sonar. The interface to the operator is realized by an interactive digital map table, which allows intuitive mission specification and evaluation.

Der Beitrag beschreibt ein autonomes Wasserfahrzeug (ASV), welches in der Lage ist, eigenständig Über- und Unterwasserkarten von Flachwasserumgebungen zu erzeugen. Am Fraunhofer IOSB wurde in den vergangenen zwei Jahren ein System entwickelt, welches vollständig elektrifiziert ist und mit umfangreicher Sensorik (Multibeam-Sonar, Lidar, Kameras, IMU, GNSS) ausgestattet wurde. Für die autonome Navigation wurde die komplette Verarbeitungskette umgesetzt von der Hinderniserkennung und -vermeidung über Trajektorienplaner und -regler bis hin zur multisensoriellen Lokalisierung und Kartierung. Über Wasser kommen hierbei sowohl eine lidarbasierte Kartierung als auch photogrammetrische Methoden zum Einsatz; unter Wasser wird eine Bathymetrie mittels Sonar erzeugt. Die Schnittstelle zum Bediener wird durch einen interaktiven Lagetisch realisiert, der eine intuitive Missionsspezifikation und -auswertung ermöglicht.