Für den sicheren Betrieb des Roboters im Gleisbereich ist es notwendig, dass sich der Roboter mit einer hohen Genauigkeit positionieren und seinen Pfad planen kann. Dafür wird neben Sensorik und GPS auch Computer Vision eingesetzt.
Die aktuellen Fahrversuche zeigen, dass die repetitive Pfadgenauigkeit innerhalb weniger Centimeter liegt.
Der Bewuchs auf und an Eisenbahngleisanlagen muss regelmässig kontrolliert werden, um die Sicherheit, die Verfügbarkeit und die Langlebigkeit der Anlagen zu gewährleisten. Dazu werden heute teilweise Herbizide eingesetzt, um das schnell und permanent nachwachsende Gras und Gestrüpp in den Griff zu bekommen.
In der Landwirtschaft, der Industrie, der Logistik und in vielen anderen Bereichen werden heute autonome Verfahren mit Robotern eingesetzt. Für den Eisenbahnbereich gibt es derzeit noch keine marktfähigen Lösungen, die den Bewuchs regelmässig in unterschiedlichen Umgebungen und entlang zum Teil sehr ausgedehnter Strecken zurückschneiden.
Um der SBB den Einsatz von Robotern zur Unterstützung beim Unterhalt neben dem Gleis zu ermöglichen, wurde das Projekt „Roboterbasierte Vegetationskontrolle (RoVeKo) im Gleisrandbereich“ gestartet. Ein interdisziplinäres Team aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik arbeitet zusammen mit der SBB an diesem Ziel.
Das Projektteam arbeitet dabei unter anderem mit einer selbst entwickelten Roboterplattform nach den Anforderungen der Bahnen: die Plattform soll
-kleiner und leichter sein als viele in der Landwirtschaft eingesetzte Geräte, um einfach transportiert werden zu können,
-mit dem unwegsamen Terrain zurechtkommen,
-und in den engen Platzverhältnissen entlang von Gleisen arbeiten zu können.
-Ausserdem darf der Roboter das Lichtraumprofil, eine Sicherheitszone über den Gleisen, nicht verletzen. Dafür muss er sich sehr präzis lokalisieren und punktgenau navigieren können.
Im Rahmen des Projektes wurden verschiedene Arbeitsgeräte analysiert. Am effektivsten haben sich Balken- und Fadenmäher im geplanten Einsatzgebiet erwiesen. Beide Mähertypen wurden für die Plattform adaptiert und auf ihre Vor- und Nachteile getestet.
Aktuell arbeitet das Team mit verschiedenen Sensoren und Technologien, um den Anforderungen an die Lokalisierung und die Navigation gerecht zu werden. Hinzu kommen Vorgaben an Geländetauglichkeit, Hinderniserkennung und Kommunikation.
Der autonome Betrieb mit den gegebenen Sicherheitsanforderungen stellt eine weitere Herausforderung dar. Die aktuellen Entwicklungen bei der Akkukapazität stellen einen grossen Vorteil für den Roboter dar, da der Einsatzradius kontinuierlich vergrössert werden kann. Langfristig könnte dies mit solarbetriebenen Ladestationen verknüpft werden, um eine 24/7 Verfügbarkeit in den Vegetationsmonaten zu erreichen.
Link zum projektverantwortlichen Competence Center: CC Mechanische Systeme
