Dank einer On-Board-Stereokamera und mithilfe von Sensoren, aber ganz ohne GPS suchte sich der Flugroboter seinen Weg zu einem vorgegebenen Ziel im Stollen selbstständig. "Wir haben bewusst eine Situation gewählt, in der die Herausforderungen für das Navigationssystem besonders groß waren", erläutert Korbinian Schmid vom Institut für Robotik und Mechatronik des DLR.
Die Herausforderungen fanden die Forscher in einer Kohlenmine in Recklinghausen. Neben den schwierigen Lichtbedingungen musste der Flugroboter auch Luftturbulenzen in den engen Stollen, aufgewirbelten Staub sowie einen unebenen Boden, schräge Wände und Hindernisse wie Maschinen und Generatoren überstehen - und dabei sicher an dem Punkt ankommen, den ihm sein Operator per WLAN als Ziel gesetzt hatte.
Roboter errechnet sich Umgebungskarte
Um sicher navigieren zu können, kombiniert ein Computer an Bord des Flugroboters die Messdaten der Sensoren zu Beschleunigungen und Drehraten mit den relativen Orientierungs- und Positionsmessungen, die aus den Daten der Stereokamera berechnet werden. Die so geschätzten Positionen werden dann genutzt, um die Tiefenbilder des Stereokamera-Systems auf dem Fluggerät kontinuierlich zu einer Umgebungskarte (kleines Bild) zu kombinieren. So "weiß" der Roboter jederzeit, an welcher Position und in welcher Orientierung er sich mit welcher Geschwindigkeit befindet und kann damit die weitere Flugbahn zu vorgegebenen Zielpunkten autonom planen.
Die solcherart erstellte Karte wird auch dem Operator mittels WLAN zur Missionsplanung zur Verfügung gestellt. Bricht die Funkverbindung zwischen Multikopter und Operator ab, kann das System entweder weiter autonom zu seinem Zielpunkt fliegen oder selbstständig zu einem festgelegten Punkt, beispielsweise dem Mineneingang, zurückkehren. Ist ein Ziel für das Fluggerät durch ein Hindernis nicht erreichbar, bleibt es in der Luft stehen und wartet auf neue Kommandos.
Geht es nach den DLR-Forschern, dann könnten in Zukunft Flugroboter mit diesem Navigationssystem auch in Gebäude in Katastrophengebieten fliegen oder beispielsweise die Veränderungen in Minen über einen längeren Zeitraum hinweg protokollieren.











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