Anbindung einer automatischen, bordseitigen Bahnplanung an eine Bodenkontrollstation für autonome unbemannte Luftfahrzeuge

Abstract

Die zunehmende Autonomie von unbemannten Luftfahrzeugen, gewinnt stetig an gesellschaftlichem und technologischem Interesse, da sie die Arbeitslast eines Operators an einer Bodenstation reduzieren kann. Ein wesentlicher Aspekt eines autonomen Luftfahrzeugs ist die bordseitige Planung von Flugrouten unter der Beachtung von Hindernissen und Umwelteinflüssen. Inhalt dieser Arbeit ist die Konzeption und Entwicklung eines Systems zur Kommandierung und Überwachung eines autonomen unbemannten Luftfahrzeugs, mit dem der folgende Ablauf automatisiert durchführbar ist. In einer grafischen Oberfläche wird ein abstrakter Missionsplan erstellt und an ein unbemanntes Luftfahrzeug versendet. Der abstrakte Missionsplan wird durch die bordseitige Bahnplanungssoftware vervollständigt und zurück an die Bodenstation geschickt, auf der die geplante Flugroute intuitiv auf einem virtuellen Globus geprüft werden kann. Das entwickelte System beinhaltet eine Bodenstationssoftware, welche über eine grafische Oberfläche verfügt, mit der ein hierarchischer Missionsplan als Task Sequence intuitiv dargestellt, bearbeitet und an ein autonomes Luftfahrzeug gesendet werden kann. Darüber hinaus wird eine Webanwendung, zur Visualisierung von Flugpfaden und planungsrelevanter Daten, wie Flugverbotszonen, auf einem virtuellen Globus, um eine WebSocket Schnittstelle erweitert und in das System integriert. Bordseitig ist eine Missionsplanungssoftware integriert, die einen abstrakten hierarchischen Missionsplan als Task Sequence von der Bodenkontrollstation empfangen, auf Basis dessen eine konkrete Flugroute ausplanen und diese an die Bodenkontrollstation zurücksenden kann. Der abschließend demonstrierte Ablauf zur Kommandierung eines autonomen unbemannten Luftfahrzeugs lässt sich auf der zweiten Stufe der Automatisierungsskala der European Cockpit Association einordnen.