Überblick

Mission

Zum Nutzen der Verteidigung Deutschlands im europäischen und nordatlantischen Bündnis unterstützt Fraunhofer IOSB das Bundesministerium der Verteidigung mit seinen nachgeordneten Ämtern und Dienststellen sowie die wehrtechnische Industrie durch angewandte Forschung auf den Gebieten der Bildgewinnung durch optronische Systeme, der Bild- und Signalauswertung sowie der Architektur von Informations- und Simulationssystemen. Die rasche Umsetzung aktueller Forschungsergebnisse für die Befähigung der Streitkräfte und zum Schutz der Soldaten ist unser erstes Anliegen.

 

Arbeitsgebiet

Die Kernkompetenzen des Instituts liegen in der Erforschung optronischer Systeme (z. B. Nachtsichtsysteme, laserbasierte Sensorik), der Aufbereitung, Echtzeitverarbeitung sowie der Informationsgewinnung aus Bildern und Videos sowie der damit in Verbindung stehenden Systemtechnik für die netzbasierte Operationsführung.

 

Besonders bedeutend für die Bundeswehr sind die Arbeiten auf den Gebieten:

• Aufbau, Bewertung und Schutz verfügbarer sowie zukünftiger optischer bzw. optronischer Sensorsysteme (z. B. Tagsicht, Nachtsicht, Hyperspektralsensorik, Lasersensorik und Schutz vor Laserbedrohung),
• Warnsensoren, atmosphärische Ausbreitungsparameter, Signaturen für Aufklärung und Schutz, Konzeption und Bewertung von Tarn- und Täuschmaßnahmen.
• Vernetzte, interoperable Echtzeitauswertung von Videobildfolgen, von der weiträumigen abbildenden Aufklärung bis zur Zielerkennung in Waffenstationen einschließlich der Mensch-System-Integration
• System-Integration sowie Mensch-Computer-Interaktion für die Abbildende Aufklärung
• Computerunterstützte Objekt- und Situationserkennung sowie bildbasierte Verfahren für Objekttracking und Zielkoordinatenübergabe.
• Systemarchitekturen für die vernetzte Simulation sowie die Generierung von Gelände- und Gebäudemodellen für Ausbildungs- und Trainingssimulatoren.

Die Kernkompetenzen des Geschäftsfelds werden auch für Forschung mit »Dual-Use« genutzt. Dieser Aspekt wird besonders gepflegt, um unsere Wirtschaftlichkeit zu optimieren und um einen optimalen Austausch zwischen der zivilen und verteidigungsbezogenen Forschung und Entwicklung zu gewährleisten.

Die Arbeiten des Geschäftsfelds Verteidigung verteilen sich auf drei Stufen:

1. Um die Analyse- und Bewertungsfähigkeit für den Geschäftsbereich des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg) für bestimmte, verteidigungsrelevante Technologien zu erhalten, betreibt das IOSB angewandte Grundlagenforschung auf Basis einer institutionellen Förderung durch das BMVg.
2. Aufbauend auf diesen Forschungsergebnissen erarbeitet das IOSB in Technologieprojekten des BMVg technologische Konzepte mit mittelfristigem Horizont und anwendungsbezogenen Zielen.
3. In Abstimmung mit dem BMVg kann die wissenschaftliche und technologische Kompetenz des IOSB auch in Verträgen mit der wehrtechnischen Industrie zum Nutzen der Bundeswehr eingebracht werden.

Flankiert wird die Forschungsarbeit in diesen drei Stufen durch nationale und internationale Kooperationen mit diversen Gremien, Einrichtungen und Unternehmen. Sie sichern unsere Wettbewerbsfähigkeit und Kompetenz in der verteidigungsbezogenen Forschung und Entwicklung und sind wiederum Ausgangspunkt für neue gemeinsame Vorhaben und Entwicklungen.

Soweit es die einschlägigen Geheimhaltungsvorschriften zulassen, ist die angewandte Forschung im Geschäftsfeld Verteidigung eingebettet in die Forschung und Entwicklung für zivile Anwendungen in den anderen vier Geschäftsfeldern um durch Synergie höchsten Nutzen für alle Anwendungsgebiete zu erreichen.

Ausstattung

• Umweltsimulationslabor (z. B. für Tarnbewertung)
• Labor für Adaptive Optik
• Labor für die Analyse der Relexionseigenschaften von Materialien (BRDF)
• Abbildendes radiometrisches Messsystem AirSIG: Luftgestützte Sensorplattform
• Labor zur Bewertung der Beobachterleistung
• Labore zur Bewertung von visueller und infraroter bildgebender Sensorik
• Labor für optronische Gegenmaßnahmen
• Laserlabore (z. B. Femtosekundenlaser)
• Interaktionslabore für abbildende Aufklärung (Blick-, Gesteninteraktion u. a.)
• Referenz- und Testlabor für vernetzte sensorgestützte Aufklärung (z. B. für MAJIIC)
• Zentraler VIntEL-Knoten (Verteilte integrierte Erprobungslandschaft)
• Distributed Network Battlelab (DNBL)
• SAR-Simulator (CohRaS®)
• AMFIS – Mobiles Einsatzlabor zur Aufklärung und Überwachung mit mobilen Systemen im Sensorverbund
• Labor für »Serious Games«
• Luftgestützte Multisensorplattform (VIS, LWIR und Hyperspektral)

Arbeitsgebiete

Nachrichtengewinnung und Aufklärung

• Ad-hoc Generierung von Geländedatenbasen für Gefechtssimulationssysteme
  

  »Train as you Fight« – Um das Training von Einsatzkräften so realitätsnah wie möglich zu gestalten, werden seit langen bereits virtuelle Simulationen genutzt. Zur Nachbildung der Einsatzorte werden aus Sensordaten automatisch Simulationsgelände generiert.

   

   

  
  
• Änderungsdetektion in urbanen Gebieten
  

  Zum Monitoring städtischer Gebiete wurde eine Änderungsdetektion mit Daten hubschrauber­getragener Laserscanner untersucht. Die zur Referenzdatenerzeugung vorgestellten Verfahren behandeln die Kalibrierung des Sensorsystems sowie die objektbasierte Analyse und Koregistrierung mehrerer Punktwolken aus vorausblickenden Schrägansichten. Der Vergleich mit den Referenzdaten erfolgt durch schritthaltende Segmentierung, geländereferenzierte Korrektur der Navigationsdaten und Analyse von Raumbelegungskonflikten im Ausbreitungsweg der Laserpulse.

   

   

  
  
• Automatische Unterstützung der Lageerfassung mit Minidrohnen
  

  Ob bei Rettungseinsätzen nach Katastrophen, beim Schutz kritischer Infrastruktur oder im Rahmen eines militärischen Einsatzes unter feindlicher Einwirkung, Lagekenntnis und –orientierung bedeutet vor allem auch die Zuordnung der Informationen im räumlichen Bezug und das bedingungslose Zurechtfinden in der unmittelbaren, relevanten Umgebung.

   

   

  
  
• Bildbasierte Objektlokalisierung
  

  Die Möglichkeiten zur hochgenauen, dreidimensionalen Erfassung der Umwelt mittels bildgebender Sensorik schreiten immer weiter voran. Beispielsweise erlauben moderne Laserscanner-Systeme eine schnelle und äußerst genaue, dreidimensionale Erfassung der Umwelt. Meist handelt es sich dabei aber um vergleichsweise teure und unhandliche Systeme.

   

   

  
  
• Coalition Shared Data (CSD) Server
  

  basierend auf der STANAG 4559 (NSILI - NATO Standard ISR Library Interface)

   

   

  
  

Überlebensfähigkeit und Schutz

• Experimentalsystem zur Objekterkennung und Objektverfolgung
  

  Für die Evaluierung neuer Sensortypen, neuer Hardwarearchitekturen und neuer Verfahren für die echtzeitfähige Objekterkennung und Objektverfolgung in Eingebetteten Systemen wurde ein modular aufgebautes Experimentalsystem entwickelt.

   

   

  
  
• Maritime Zielerkennung und Schutz (MARS)
  

  Die Schiffe der deutschen Marine sind bei ihren weltweiten Einsätzen einer asymmetrischen Bedrohung ausgesetzt. Dazu gehört auch die Bedrohung durch infrarot(IR) gelenkte Zielsuchköpfe. Dieses Gefahrenpotential und die Wirkung der Gegenmaßnahmen kann bisher nur unzureichend eingeschätzt werden.

   

   

  
  
• PoET 2.0
  

  Bildbasierte Bestimmung optimaler Umtarnfarben in der Praxis

   

  
  
• Semantische Videoanalyse
  

  Im Rahmen des Projekts »semantisches Videomanagment« entstehen »Middelware«-Funktionen die als Basis zur Entwicklung innovativer Assistenzfunktionen in den Bereichen Archievierung, Suche, und maschinelle Beobachtung dienen.

   

   

  
  

Wirksamkeit im Einsatz

• Bildbasierte Objektlokalisierung
  

  Die Möglichkeiten zur hochgenauen, dreidimensionalen Erfassung der Umwelt mittels bildgebender Sensorik schreiten immer weiter voran. Beispielsweise erlauben moderne Laserscanner-Systeme eine schnelle und äußerst genaue, dreidimensionale Erfassung der Umwelt. Meist handelt es sich dabei aber um vergleichsweise teure und unhandliche Systeme.

   

   

  
  
• Demonstrator: 3D-Tracking von Personen
  

  

  Zur Demonstration der Vorteile eines Matrix-LiDARs zur Objektverfolgung wurde beispielhaft ein Personen-Tracker aufgebaut. Die vom LiDAR-Sensor aufgenommene Szene wird in Echtzeit in eine 3D-Punktwolke umgerechnet und darauf ein modellbasiertes Personendetektionsverfahren angewendet. Wird damit eine Person detektiert, wird der Schwenk-Neige-Kopf mit dem Sensor so angesteuert, dass die Person bei den nachfolgenden Aufnahmen in der Mitte des Gesichtsfeldes gehalten wird.

   

   

  
  
• Experimentalsystem zur Objekterkennung und Objektverfolgung
  

  Für die Evaluierung neuer Sensortypen, neuer Hardwarearchitekturen und neuer Verfahren für die echtzeitfähige Objekterkennung und Objektverfolgung in Eingebetteten Systemen wurde ein modular aufgebautes Experimentalsystem entwickelt.