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Dynamikanalyse einer 6-DOF-Motion-Plattform und Integration in eine VR-Hubschrauber-Simulationsumgebung

Laudien, Tim (2020) Dynamikanalyse einer 6-DOF-Motion-Plattform und Integration in eine VR-Hubschrauber-Simulationsumgebung. Diploma, Technische Universität Dresden.

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Abstract

Die Simulation von Flügen zu Trainingszwecken geht zurück auf das frühe 20. Jahrhundert und ist somit so alt wie die bemannte Luftfahrt selbst. Damals wie heute spielt die Bewegungssimulation eine entscheidende Rolle bei der Reproduktion realistischer Flugsituationen. Während die Bewegung in den Pioniertagen durch Luftkissen erzeugt wurde, werden heutzutage mit Aktuatoren oder Hydraulik getriebene Bewegungsplattformen verwendet, die sich deutlich in ihren Bewegungsräumen unterscheiden. Die vorliegende Arbeit präsentiert eine derartige Bewegungsplattform und dokumentiert die Einrichtung als einen Virtual-Reality-Helikoptersimulator, um die Leistungsfähigkeit moderner Helikopter-Pilotenassistenzsysteme, wie kopfgetragene Nicht-Durchsicht-Displays, unter dem zusätzlichen Bewegungseinfluss testen zu können. Neben der Einrichtung eines Pilotenarbeitsplatzes auf der Bewegungsplattform wurde auch die Bewegungsdynamik unter Berücksichtigung des Testalgorithmus der NATO AGARD untersucht. Die Auswertung der Messungen ergab, dass die Systemgrenzen keine Zertifizierung zum Einsatz als Full-Flight-Simulator ermöglichen. Die operationellen Grenzen des Systems zeigen, dass Bewegungen kleiner Amplituden (50 mm bzw. 5°) bis 1 Hz möglich sind und größere Amplituden (100 mm bzw. 10°) noch bei Frequenzen von 0,5 Hz abgebildet werden können. Der dynamische Schwellwert liegt im Bereich von 0,3 bis 0,7 Sekunden. Weiterhin wurde ein Algorithmus zur VR-Bewegungskompensation implementiert und dessen qualitative Fähigkeiten unter realen Nutzungsbedingungen untersucht. Die verschiedenen Geschwindigkeits- und Beschleunigungskompensationsmodi des Algorithmus zeigen Abweichungen von circa 4 mm in den translatorischen und 0,2° in den rotatischen Bewegungsrichtungen. Jedoch konnte kein signifikanter Unterschied in der Kompensationsleistung zwischen den vier getesteten Modi festgestellt werden. Eine tiefergehende Analyse der Bewegungskompensation wäre daher von Vorteil.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/137701/
Document Type:Thesis (Diploma)
Title:Dynamikanalyse einer 6-DOF-Motion-Plattform und Integration in eine VR-Hubschrauber-Simulationsumgebung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iDORCID Put Code
Laudien, TimUNSPECIFIEDhttps://orcid.org/0009-0005-9178-115XUNSPECIFIED
Date:1 July 2020
Refereed publication:No
Open Access:No
Number of Pages:119
Status:Published
Keywords:Bewegungsplattform, Motion-Plattform, Virtual Reality, VR, Bewegungskompensation, Motion Compensation, NATO AGARD, Pilotenassistenz, kopfgetragenes Sichtsystem
Institution:Technische Universität Dresden
Department:Fakultät Verkehrswissenschaften "Franz List"
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:air traffic management and operations
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AO - Air Traffic Management and Operation
DLR - Research theme (Project):L - Efficient Flight Guidance (old)
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Flight Guidance > Pilot Assistance
Deposited By: Laudien, Tim
Deposited On:23 Nov 2020 08:20
Last Modified:10 Dec 2020 09:15

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