Die Vermessung der Stadt mit Drohnen und Sensorik: Das ist die Aufgabe des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH im Forschungsprojekt „Access to Public Spaces mittels 5G (5GAPS)“. Ziel des Projekts 5GAPS ist es, ein hochgenaues Positionierungssystem zu schaffen, in welchem sich jeder Punkt im öffentlichen Raum sehr genau und in Echtzeit in einem dreidimensionalen Raster abbilden lässt.

Für dieses Positionierungssystem braucht es zuerst eine Datenbasis. Als Testfeld dient ein Teil des 5G-Campus der Deutschen Messe AG in Hannover. Dieses Gelände wird das IPH im Rahmen des Forschungsprojekts per Drohne vermessen.

Zuvor untersuchen die Wissenschaftler:innen mit Computersimulationen, welche Sensorik sich zur Datenerfassung eignet. In Frage kommen beispielsweise Tracking-Kameras, Tiefenkameras oder LiDAR-Scanner. In den Simulationen steuern die Wissenschaftler:innen sowohl ein UAS (unmanned aircraft system) als auch ein FTS (Fahrerloses Transportsystem) durch die virtuelle Umgebung und prüfen die Technik. „So wollen wir herausfinden, welche Sensorik wir kombinieren müssen, um später ein gutes Modell zu erhalten“, erklärt IPH-Projektingenieur Robin Stöber. „Mit den Simulationen vermeiden wir, viel Geld in Sensorik zu investieren, die am Ende keine guten Daten liefert.“

Wenn die Simulationen abgeschlossen sind, geht es mit echter Technik in den praktischen Einsatz. Die IPH-Ingenieur:innen fliegen mit einem UAS durch mehrere Messehallen und erfassen die Umgebung; später werden sie auch unter freiem Himmel Daten aufnehmen. Parallel dazu vermessen Informatiker:innen der Hochschule Hannover mit einem FTS die Messehalle und Forschende des Institut für Kartographie und Geoinformatik (IKG) der Leibniz Universität Hannover erfassen das Außengelände mit einem Mobile-Mapping-Fahrzeug. Alle Teams haben das gleiche Ziel: Punktewolken zu generieren, welche die Umgebung abbilden. Im Anschluss werden die Wissenschaftler:innen vor der Herausforderung stehen, die Punktewolken aus unterschiedlichen Quellen zusammenzufügen und damit die Grundlage für das Positionierungssystem zu schaffen.

Zukünftig sollen noch viel mehr Daten in das Modell einfließen, beispielsweise Handydaten. Dank des neuen Mobilfunkstandards 5G ist eine sehr genaue Ortung und schnelle Übertragung großer Datenmengen möglich. Langfristiges Ziel der Wissenschaftler:innen ist ein hochgenaues und zeitlich dynamisches Positionierungssystem, das sich in Echtzeit aktualisiert und damit schier endlose Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.

Dank dieses Positionierungssystem könnten Drohnen in Zukunft autonom fliegen – sowohl in Innenräumen als auch unter freiem Himmel – und dabei selbstständig Hindernissen ausweichen sowie freie Ladestationen finden. Denkbar ist auch, Rettungsdienste schneller durch die Stadt zu lotsen. Teile des öffentlichen Raums wie etwa Parkplätze oder Marktstände ließen sich dank hochgenauer Ortung über eine App reservieren. In Fabriken kann ein solches Positionierungssystem die Logistik erleichtern. Und auch im Kultur- und Freizeitbereich gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, etwa Mixed-Reality-Stadttouren: Auf den Displays von AR-Brillen könnten dabei historische Gebäude oder Persönlichkeiten eingeblendet werden, die sich exakt in die Umgebung einfügen.

All das ist jedoch noch Zukunftsmusik – zunächst muss die Forschung die Basis schaffen und testweise einen Teil der Stadt kartieren.

Das Forschungsprojekt 5GAPS läuft bis Ende 2024. Beteiligt sind die Leibniz Universität Hannover mit verschiedenen Instituten, die Hochschule Hannover, das Fraunhofer Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) aus Kaiserslautern, die Landeshauptstadt Hannover, hannoverimpuls, die Deutsche Messe AG, das IPH sowie weitere Unternehmen aus Hannover. Gefördert wird das Projekt mit Fördermitteln des Bundes in Höhe von vier Millionen Euro.

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