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3D Erfassung der Gedenkstätte U-Boot Bunker Valentin durch Luft-, Boden- und Unterwasserroboter (Valentin3D)

Übersicht

Ziel dieses Projekts ist die Digitalisierung des U-Boot Bunkers „Valentin“ bei Bremen–Farge durch Luft-, Boden- und Unterwasserroboter. Dies beinhaltet die vollständige Erfassung der Bauruine und des sie umgebenden Geländes, in dem sich verschiedene Lager für Zwangsarbeiter befanden. Die in dem Vorhaben generierten Daten inklusive der im Projekt erstellten 3D Karte des Bunkers wird der Allgemeinheit und insbesondere der geistes- und kulturwissenschaftlichen Forschung frei zur Verfügung gestellt. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderung von Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zur Digitalisierung von Objekten des kulturellen Erdes (eHeritage) unterstützt. 

Hintergrund

Der U-Boot Bunker „Valentin“ wurde von 1943 bis 1945 unter massivem Einsatz von Zwangsarbeitern errichtet. Der Bunker war das größte Rüstungsprojekt der deutschen Kriegsmarine und sollte für sie als U-Boot Werft fungieren. Geplant war die Produktion von U-Booten vom Typ-XXI. Allerdings kam es dazu nicht, da der Bunker vor dem Ende des Zweiten Weltkrieges nicht fertigstellt werden konnte. Täglich arbeiteten bis zu 12,000 Zwangsarbeiter auf der Bunkerbaustelle, und vielen von ihnen kamen dabei ums Leben. Es wurden 1,700 Tote registriert, allerdings gehen Schätzungen von  bis zu 2,000 bis 6,000 Toten aus. Die meisten der Arbeiter waren in verschiedenen Lagern in der Umgebung des Bunkers unter zumeist menschenunwürdigen Umständen untergebracht.

Der Bunker hat eine Länge von 426 m, eine Breite von 67 m  (Osten) bis 97 m (Westen) und eine Höhe von 30-33 m. Mit seiner Grundfläche von 35,375 m2 ist er der größte freistehende Bunker Deutschlands und der zweitgrößte in Europa nach dem im besetzten Frankreich errichteten U-Boot Bunker in Brest. Die mit 7 m dickem Deckenbeton und 4.5 m dicken Außenwänden gesicherten Innenräume umfassen 520.000 m3.

In der Umgebung des Bunkers befanden sich verschiedene Lager, von denen die Zwangsarbeiter täglich zur Baustelle gebracht wurden, bzw. über die sogenannte Lagerstraße zum Bunker gelangten. Darunter gehören z.B. ein Barackenlager der Marine für sowjetische Kriegsgefangene, ein Arbeitserziehungslager der Bremer Gestapo, das Konzentrationslager Farge, welches ein Außenlager des KZ Neuengamme war, sowie ein Lager für die zur Bewachung der Gefangenen eingesetzten Marinesoldaten.

Zwischenergebnisse

Erfassungsplanung und Rohdatengenerierung

Für die Erfassungsplanung wurden unter anderem 216 Baupläne des Bunkers gesichtet und digitalisiert. Darauf basieren werden die eigentlichen Rohdaten erhoben, d.h. Luftaufnahmen in Form von 2D Video durch ein Unmanned Aerial Vehicle (UAV), Aufnahmen des Innenraums in Form von 2.5D RGBD Laserscans und Aufnahmen der Unterwasserbereiche durch ein Umanned Underwater Vehicle (UUV). In der ersten Projektphase wurde ein Hauptaugenmerk auf die Übersichtserfassung gelegt.

Beispiele für Luftaufnahmen durch das UAV - hier Übersichtsaufnahmen des Bunkers

Beipiele für Aufnahmen in den Unterwasserbereichen des Bunkers

Beispiel für eine 3D Erfassung durch einen Laserscanner im Innenbereich des Bunkers

Der Innenbereich des Bunkers besteht aus sehr unterschiedlichen Bereichen, die teilweise sehr gut und teilweise sehr schwer zugänglich sind

Modellierung

Aus den Rohdaten wird ein (hierarchisches) Gesamtmodell erstellt. Als Zwischenergebnis ist bereits ein 3D Übersichtsmodell des Bunkers erstellt worden (eine erste 3D-Visualisierung befindet sich unter folgendem Link).

Zwei Ansichten des 3D Übersichtsmodell des Bunkers

Für die Modellierung wurden durch Fotogrammmetrie 3D Teilmodelle aus 2D Videostreams des UAVs erstellt. Da die Komplexität der Berechnungen mit der Größe der Daten anwächst, ist die Erstellung auf Teilmodelle beschränkt. Diese werden durch Registrierungsverfahren basierend auf bestehenden eigenen Forschungsmethoden in das Gesamtmodell des Außenbereichs zusammen geführt. Weiterhin wurde durch GPS-Daten eine Georeferenzierung des Modells durchgeführt. Ein 3D Modell  des Innenbereichs wird aus den entsprechenden RGBD Laserscans durch Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) erstellt. Dieses 3D Modell ist bereits sehr gut fortgeschritten und wird - neben einer Verlinkung mit den Unterwasserdaten - in der weiteren Projektlaufzeit schrittweise vervollständigt.

Nutzung der Daten

Die in dem Projekt erstellten Daten werden in einer späteren Projektphase frei über das Web für die Forschung zugänglich gemacht werden. Mögliche Endnutzer, die sich bereits jetzt für die Daten interessieren oder die spezifische Forschungsfragen zu der Gedenkstätte Uboot Bunker Valentin haben, sind gebeten die Jacobs Robotics Group zu kontaktieren.