Robuste Positionsstützung von automatisierten fliegenden Systemen durch Referenzmarker für die Präzisionslandung sowie Ortung in Bereichen ohne GNSS-Empfang

Abstract

Zusammenfassung Eine besonders kritische Flugphase bei der Automatisierung von unbemannten automatisch fliegenden Systemen (UAV) stellt das Landen dar. Je nach Größe des nutzbaren Flugkorridors und des Landeplatzes sind hier Genauigkeiten im Zentimeterbereich an die Wiederholbarkeit der Flugbahn und Landeposition gefordert. Elektromagnetische Störungen können die Nutzung herkömmlicher Systeme wie GNSS besonders im Landebereich erschweren. Das von IAV entwickelte optische Ortungssystem stellt eine ganzheitliche Entwicklung dar, die über den Aufbau der Referenzmarker, die Einbindung und hardwareseitige Steuerung der Kamera, die Bildverarbeitung und Positionsberechnung bis hin zu der Integration in das Flugsteuerungssystem reicht. Durch den spezifischen Aufbau unseres Systems wird eine hohe Robustheit gegenüber Änderungen der Umgebungsbedingungen erreicht. Zusätzlich wird die Integrität des Systems durch die Schätzung der (Positions-)Genauigkeiten und der Rückmeldung des Zustandes des Gesamtsystems sichergestellt. Durch das Kalibrieren der Landemarkierungen und die Integration des erweiterten Kalman Filters ist zusätzlich eine absolute Ortung im Raum möglich. Die Entwicklung und Tests des Systems erfolgten sowohl in der Simulation als auch unter realen Flugbedingungen.