UAV Missionen

Autonome Fluggeräte, CanSat, Photogrammetrie Missionen und Aerobotics Seminar.

Vehicles using iFR ROCS (c)
Vehicles using iFR ROCS

Autonome Fluggeräte

Das iFR betreibt eine Vielzahl autonomer Fluggeräte, darunter sowohl Multikopter als auch Flächenflugzeuge, und besitzt damit eine flexible und adaptierbare Versuchsplattform für Forschungsprojekte. Auf diese Weise können Algorithmen, die im Rahmen unserer Forschungsprojekte entwickelt wurden, schnell demonstriert und Projekte mit externen Partnern zeitnah realisiert werden.

All unsere Fluggeräte verwenden das Research Onboard Computing System (ROCS), welches am iFR entwickelt wurde. Dies bietet den Vorteil, die Hard- und Software verschiedener Systeme einfach pflegen und austauschen zu können und gewährleistet die notwendige Rechenleistung für die einzelnen Anwendungen.

Manche unserer Flächenflugzeuge werden außerdem im Rahmen des Aerobotics Seminars genutzt, wo sie unseren Masterstudenten zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, den gesamten Entwicklungsprozess vom Konzept bis hin zum funktionierenden Algorithmus im Flug zu demonstrieren.

CanSat before Take-Off (c)
CanSat before Take-Off

CanSat

Das Institut für Flugmechanik und Flugregelung unterstützte die Studentenvereinigung „KSat“, indem für einen Studentenwettbewerb ein UAV zur Verfügung gestellt wurde. Der Wettbewerb bestand darin, einen kleinen „CanSat“, bestehend aus einer Getränkedose, einer Nutzlast, einem Fallschirm und Elektronik, zu entwerfen und zu bauen. Diese „CanSats“ wurden anschließend aus einer Höhe von ca. 300m abgeworfen.

Der Fallschirm wird dabei automatisch von der Elektronik während des Falles geöffnet, sobald die Getränkedose eine bestimmte Höhe unterschreitet. Im Wettbewerb bestand die Nutzlast aus einem Ei, welches sicher und so schnell wie möglich zurück auf den Boden gebracht werden sollte. Um zu gewinnen, musste der Fallschirm daher so spät wie möglich geöffnet werden.

Photogrammetry Mission at Kühroint Alm, Austria (c)
Photogrammetry Mission at Kühroint Alm, Austria

Photogrammetrie Missionen

Zusätzlich zu unseren eigenen Forschungsprojekten bieten unser Systems an für Forschungsanwendungen, die eine fliegende Versuchs- oder Trägerplattform benötigen. Flächenflugzeuge und Drehflügler UAVs werden vom iFR in Kooperation mit dem Institut für Photogrammetrie (IfP) an der Universität Stuttgart betrieben. Durch Verarbeitung der Luftaufnahmen kann eine detaillierte 3D Karte oder ein Orthofoto erstellt werden.

Als Beispiel sei hier eine Photogrammetrie Mission an der Kühroint Alm in Berchtesgaden dargestellt. Mit dem Ziel einer präzisen Bestimmung der Schneehöhe wurden Luftaufnahmen in dem schwer erreichbaren Gebiet gemacht. Das Bild zur Linken und das Video unten geben einen Einblick, wie Forscher der Photogrammetrie unser On-board Computersystem nutzen.

Neben der Unterstützung von Forschungsprojekten nimmt das Institut für Flugmechanik und Flugregelung auch Teil an einem Seminar für Photogrammetriestudenten durch den Betrieb eines automatisch fliegenden Multikopter UAVs zur Aufnahme von Luftbildern.

Position Vectors and Flight Path Angles (c)
Position Vectors and Flight Path Angles

Aerobotics Seminar

Das Institut für Flugmechanik und Flugregelung bietet ein Praxisseminar für Masterstudenten der Luft- und Raumfahrttechnik an. Die Teilnehmer entwickeln und implementieren dabei verschiedene High-level Regelungsalgorithmen für einen Wegpunkt- und Bahnregler. Nach der Verifizierung und Implementierung in einer Hardware-in-the-Loop Umgebung werden die Algorithmen im realen Flug getestet.

Studenten lernen dadurch das Vorgehen bei der Entwicklung von Regelungsalgorithmen kennen. Dabei wird der gesamte Prozess vom theoretischen Entwurf bis hin zur praktischen Umsetzung und Verifizierung durchlaufen.

Universities using ROCS

Zusammenarbeit mit anderen Forschungseinrichtungen

Wir sind stolz darauf, dass verschiedene deutsche Forschungseinrichtungen unser „Research Onboard Computing System“ nutzen. Die folgende Liste gibt einen kurzen Überblick über die verschiedenen Anwendungen, für die unser System von unseren Partnern genutzt wird.

  • Universität Tübingen, Fachbereich Geowissenschaften:
    Mehrere Fluggeräte der Arbeitsgruppe für Umweltphysik werden durch ROCS gesteuert
  • Technische Universität Braunschweig, Institut für Flugführung:
    Das unbemannte Flächenflugzeug „ALADINA“ für in situ Aerosol Erkennung wird durch ROCS gesteuert
  • Technische Universität Dresden, Institut für Automatisierungstechnik:
    Durch ROCS gesteuerte Oktokopter werden zur Kartierung von Gelände genutzt
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