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Konzept und Simulation für die autonome Navigation von planetaren Rovern

Kral, Stefan (2011) Konzept und Simulation für die autonome Navigation von planetaren Rovern. Diplomarbeit, Technische Universität Berlin.

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Kurzfassung

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein grundlegendes Verfahren zur autonomen Navigation von planetaren Rovern entwickelt. Dazu konnte der Ansatz der Sensor-based Random Tree (SRT) Exploration adaptiert und für die Anwendung in dreidimensionalen Umgebungen erweitert werden. In einer ersten Umsetzung, basierend auf einer simulierten Planetenoberfläche, wurde die Funktion und Leistungsfähigkeit des vorgeschlagenen Verfahrens demonstriert. Das Konzept für eine Explorationsstrategie wurde aus den Zielen einer Beispielmission abgeleitet. Für die beschriebene ExoPlanet-Mission ist vorgesehen, mehrere Mikro-Rover in einer ausgewählten Marsregion zu landen, die daraufhin autonom das Zielgebiet in Vorbereitung auf eine Geologiemission flächendeckend kartieren und klassifizieren. Zur Verifikation des Navigationsverfahrens und zur Diskussion hinsichtlich der Erfüllbarkeit des Missionskonzepts und der sich daraus ergebenden Anforderungen wurde zudem eine Software für die Modellierung planetarer Landschaften entwickelt. Mit dem Ziel, Sensordaten für die Explorationsrover zu generieren, wurden bei der Geländesimulation verschiedene Parameter berücksichtigt. Der unterschiedliche Geländeanstieg ergab sich direkt aus den verwendeten Höhenprofilen der Mars Reconnaissance Orbiter Mission. Darüber hinaus wurden weitere Navigationskriterien, wie Bodenbeschaffenheit und Unebenheiten sowie Hindernisse modelliert. Mit der Durchführung einer Closed-Loop-Simulation konnte als Ergebnis dieser Arbeit das entwickelte Gesamtkonzept für die autonome Navigation evaluiert werden. Dazu wurde ein einzelner Explorationsrover betrachtet sowie eine Flotte aus mehreren Rovern. In der Diskussion der Resultate wurden abschließend auch Möglichkeiten zur Verbesserung und Erweiterung des Verfahrens aufgezeigt.

Dokumentart:Hochschulschrift (Diplomarbeit)
Titel:Konzept und Simulation für die autonome Navigation von planetaren Rovern
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Kral, Stefanstefan@redfibre.net
Datum:31 Mai 2011
Seitenanzahl:86
Status:veröffentlicht
Stichwörter:autonome Navigation planetaren Rovern Simulation
Institution:Technische Universität Berlin
Abteilung:Institut für Luft- und Raumfahrttechnik
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrt
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Robotische Explorationstechnologie
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung
Hinterlegt von: Frank Trauthan
Hinterlegt am:09 Dez 2011 13:55
Letzte Änderung:09 Dez 2011 13:55

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