Entwicklung eines Hardware-in-the-Loop-Testsystems zur Validierung des IPS-Navigationssystems

Kurzfassung

Das Integrated Positioning System (IPS) ist ein Gerät zur Selbstlokalisierung. Es ist dazu in der Lage die Eigenposition relativ zu einem Startpunkt zu bestimmen, ohne dazu externe Annahmen über die Umgebung zu besitzen. Das IPS erhält diese Fähigkeit durch Sensorfusion. Es besitzt eine Inertialmesseinheit, die Beschleunigung und rotatorische Bewegung misst und eine Stereokamera, welche Bildpunkte verfolgt und so Bewegungen nachvollziehen kann. Kombiniert man die Informationen der beiden Sensoren heben sich die Nachteile beider gegenseitig auf. So ist es möglich millimetergenaue Trajektorien zu erzeugen, entlang derer sich das Gerät bewegt hat. Das IPS ist Gegenstand kontinuierlicher Entwicklung. Die Bestrebung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ist es das Gerät in absehbarer Zeit in einem kommerziellen Markt unterzubringen. Dafür ist es nötig das System nach einem Entwicklungszyklus auf seine Eigenschaften zu überprüfen. Ziel ist es, die Zuverlässigkeit der Sensordaten sowie des Geräts selbst aber auch die Nutzbarkeit und Verfügbarkeit sicherzustellen. Eine beliebte Maßnahme hierzu ist das Hardware-in-the-Loop-Verfahren (HiL). Bei diesem Verfahren werden die Inputdaten von eingebetteter Hardware simuliert, die darauffolgenden Ausgangssignale analysiert und mit erwarteten Daten verglichen. Auf diese Art und Weise wird die Nutzbarkeit und Zuverlässigkeit des Gerät geprüft. Gegenstand dieser Arbeit ist die Konzeption eines HiL-Systems für das IPS. Es werden die Analyse der Rahmenbedingungen, die Konzeption sowie die Implementierung betrachtet.