Landminen besser erkennen

85 Prozent der Opfer von Landminen sind Zivilisten in ehemaligen Kriegs- und Krisengebieten (Landmine Monitor 2003). Ein neues Verbundprojekt hat zum Ziel, u. a. durch eine verbesserte Signalanalyse die Trefferquote von Metalldetektoren beim Aufspüren von Landminen zu verbessern.

Weltweit bedrohen nach Expertenschätzungen über 100 Millionen vergrabene Landminen die zivile Bevölkerung. Trotz des Minenächtungsabkommens von Ottawa im Jahr 1997 kommen täglich neue hinzu. Die Minen machen das Bestellen von Feldern lebensgefährlich und ganze Landstriche unbewohnbar. Wo Terrain und andere Umstände den Einsatz von Spezialfahrzeugen verhindern oder diese nicht ausreichen, beseitigen Minenräumer diese gefährliche Hinterlassenschaft aus Kriegszeiten. Ihre wichtigsten Hilfsmittel sind Spürhunde, Stocherstäbe und Metalldetektoren. Das BMBF fördert seit kurzem ein dreijähriges Verbundprojekt, das zum Ziel hat, die Trefferquote der Metalldetektoren zu verbessern. Am Projektverbund „Metalldetektoren für humanitäres Minenräumen: Entwicklungspotenziale bei Datenanalyse und Messtechnik (HuMin/MD)“ sind insgesamt zwölf Institute mit Spezialisten für angewandte und numerische Mathematik, Elektrotechnik, Geophysik und zerstörungsfreie Prüfverfahren beteiligt. Die Koordination des Projektverbunds hat das Fraunhofer IPA übernommen.

Die tragbaren Metalldetektoren der Minenräumer haben drei wesentliche Vorteile: Sie sind einfach zu bedienen, lassen sich gut in unwegsamem Gelände einsetzen und sprechen schon auf kleinste Metallmengen an. So können die Minenräumer selbst Landminen aufspüren, die kaum mehr Metall enthalten. Bei manchen Minen liegt der Metallanteil mittlerweile unter einem Gramm, oft ist nur noch der Zündstift aus Metall. Genau dies ist jedoch auch das größte Manko der Detektoren: Sie reagieren hochsensibel, können aber nicht zwischen Minen und anderen Metallteilen unterscheiden. „Unser Ziel ist es, die hohe Falschalarmrate von Metalldetektoren zu verringen“, erklärt Hartmut Eigenbrod vom Fraunhofer IPA. Erreichen wollen die Wissenschaftler dies mit einer verbesserten Analyse der Messwerte des Metalldetektors, um so beispielsweise zusätzliche Informationen über die Metallsorte, oder die Form des angezeigten Objekts und seine Lage im Boden zu erhalten. Die Auswertung erfolgt zum einen über tomographische Verfahren, die auf den Maxwell-Gleichungen aus der Elektrodynamik basieren und die eine lokale 3-D-Bildgebung zum Ziel haben. Zum anderen kommen lernende Systeme mit Apriori-Wissen über die Zusammenhänge beim Minenräumen zum Einsatz. Diese Art der Signalanalyse hat sich bereits in der industriellen Fertigung bewährt. „Die Bewertung von Signalen zur Prozessüberwachung oder Qualitätssicherung ist eine eng verwandte Aufgabe“, so Eigenbrod. „In HuMin/MD bauen wir auf den dort gewonnen Erfahrungen mit neuronalen Netzen und anderen Konzepten der Signalklassifikation auf.“

Die Signalanalyse ist jedoch nur ein Schwerpunkt in „HuMin/MD“. Parallel dazu arbeiten die Wissenschaftler an einer Sensorerweiterung für tragbare Metalldetektoren, die ortsaufgelöste Messdaten liefert. Die zusätzlichen Messdaten lassen eine bessere Differenzierung der verborgenen Objekte erwarten. Weitere wichtige Aspekte sind der Einfluss der Bodenbeschaffenheit auf die Messtechnik und deren Optimierung – sowohl was die Qualität der Messdaten, als auch die Bedienerfreundlichkeit angeht.

Weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik
und Automatisierung IPA
Dipl.-Phys. Hartmut Eigenbrod
Telefon: +49(0)711/970-1831,
E-Mail: hartmut.eigenbrod@ipa.fraunhofer.de