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Technologie

Die KI-basierte Softwaretechnologie von TOPseven dient der automatisierten Steuerung von Drohnen zur Inspektion von On- und Offshore Windenergieanlagen.

Unsere Technologie

Die TOPseven-Software basiert auf einer interaktiven Web3D- sowie Geo-Referenzierungs-Lösung, welche bereits seit über 20 Jahren in verschiedensten Feldern im Einsatz ist. Die Software wurde in den letzten Jahren um eine anwenderfreundliche Lösung zur automatisierten Steuerung von Drohnen ergänzt und schließlich auf die Windbranche abgestimmt.

KI- und Cloud-basierte Software

TOPseven DrohneDurch die rasante Entwicklung von Soft- und Hardware können Drohnen heutzutage Inspektionen von Industrieanlagen kostengünstig erledigen. Als Spezialist für 3D-Softwareentwicklung hat TOPseven diese Technologie noch einmal weiterentwickelt und hebt damit die drohnenbasierte Inspektion von Windenergieanlagen mit ihrer KI-gestützten Software auf ein neues Level! Unsere Drohnen fliegen vom Start bis zur Landung autonom, denn durch die Unterstützung von künstlicher Intelligenz werden die exakten Flugrouten im Voraus berechnet.

Funktionsweise

Vor dem Inspektionsflug wird eine exakte, patentgeschützte Vermessung der Anlage durchgeführt – es ist eine automatische, durch künstliche Intelligenz unterstützte, Kalibrierungsmission. Diese „Dimensionierung“ der Windenergieanlage dauert etwa 20 Minuten und erfasst die wesentlichen Abmessungen der Anlage (z.B.: Nabenhöhe, Nabendurchmesser, Ausrichtung der Windkraftanlage, Rotorblattlänge, Stellung der Rotorblätter, Durchbiegung der Rotorblätter, etc.). Auf Basis dieser Daten wird automatisch ein spezifisches CAD Modell generiert, welches als Grundlage zur Berechnung der Wegpunkte für den autonomen Inspektionsflug entlang eines Objektes dient. Dieses Verfahren unterliegt dem Patenschutz und ermöglicht der Drohne einen reproduzierbaren und zentimetergenauen Abflug. Für die nächste Inspektion bei der wiederkehrenden Prüfung der gleichen Windenergieanlage ist nur noch eine kurze Kalibrierung notwendig.

Die TOPseven Steuerungssoftware ist in der Lage die Drohne innerhalb eines einstellbaren Abstands von bis zu 3m entlang eines Objektes autonom fliegen zu lassen. Die daraus resultierende Anzahl und Auflösung der Bilder kann in Echtzeit berechnet und nach Gegebenheit jederzeit verändert werden. Damit setzt TOPseven neue Maßstäbe bei Präzision, Datenqualität und Bedienbarkeit drohnenbasierter Inspektionen.

Auswertung

Nachdem die Bilder durch den automatisierten Flug aufgenommen wurden, können diese zu einem beliebigen Zeitpunkt auf den TOPseven Server zur Weiterverarbeitung geladen werden. Dort beginnt anschließend die Optimierung für Farbe und Größe der Bilder, um diese dem Gutachter aufbereitet und sortiert zu präsentieren. Dieser kann nun die Oberflächen präzise inspizieren, vermessen, Schäden kategorisieren und so einen automatisierten modularen Bericht erstellen.

Eingesetzte Hardware

TOPseven DJI DrohneSowohl für die Blitzschutzmessung als auch für die visuelle Inspektion setzt TOPseven die hochpräzisen Multitalente der DJI Enterprise Serie ein. Das robuste Design dieser Drohnen und die bahnbrechende Flexibilität ermöglichen eine Vielzahl an branchenspezifischen Anwendungen.

Die DJI Enterprise Drohnenplattform bietet neben den besonderen Flugeigenschaften zusätzlich die Möglichkeit, eine Kamera, sowie den selbstentwickelten 3D-Feldsensor zur berührungslosen Blitzschutzmessung, gleichzeitig als Payload am Gimbal zu befestigen und mit der TOPseven Software zu steuern. Dadurch können Inspektionen bei einer Temperatur von -20 °C bis + 50 °C und einer maximalen Windgeschwindigkeit von 12 m/s durchgeführt werden. Mit einem Gewicht von bis zu 5 kg, erreicht die Drohne eine maximale Flugzeit von 33 Minuten.

Die TOPseven Software zur Kamerasteuerung berechnet bei den Aufnahmen automatisch Lichteffekte und Kontraste mit ein, wodurch eine sehr hohe Auflösung und Bildqualität entsteht. Mit dem aktuellen „State of the Art“ Kamerasystem von Zenmuse erreicht TOPseven eine Auflösung von 3 pixel / mm.

Blitzschutz

In nur wenigen Minuten prüft die TOPseven Drohne den Blitzschutz der Anlage – kontaktlos. Spezielle Sensoren erkennen den Defekt und können die Unterbrechung exakt lokalisieren.

TOPseven Berührungslose Blitzschutzmessung: Signal-GeneratorSignalgenerator

Ein speziell entwickelter Signalgenerator speist an der Wurzel des Rotorblattes aufeinander abgestimmte Signale in die Blitzableiter ein und erzeugt dabei ein elektrisches Feld innerhalb zugelassener Frequenzbereiche. Unser patentiertes Verfahren passt bei der Einspeisung der Signale die Impedanz (abhängig von der Länge des Rotorblattes) des Signalgenerators automatisch an. Der Signalgenerator verfügt zusätzlich über drei Ausgänge, sodass alle drei Rotorblätter gleichzeitig angeschlossen werden können. Für die Messung kann die Signaleinspeisung in die Rotorblätter über Funk einzeln gesteuert werden.

TOPseven Berührungslose Blitzschutzmessung: Automatische FehlersuchePayload Feldsensor

Das Gegenstück bildet ein selbstentwickelter hochempfindlicher Feldsensor für die dreidimensionale elektrische Nahfeldmessung. Mit einer sehr niedrigen Bandbreite und einer hohen Samplingrate ist dieser als Payload in die Drohne integriert. Der Sensor misst die Intensität des elektrischen Nahfeldes dreidimensional und mit einer Messrate von 10 Hz. Über Fourier Analysen werden die empfangen Signale ausgewertet, wodurch präzise Ergebnisse über die Funktionsfähigkeit des Blitzschutzes erzeugt und im Falle einer Unterbrechung deren exakte Position festgestellt werden können.