Außensicht-konforme erweiterte Sichtsysteme für Starr- und Drehflügler (AKES) - Schlussbericht - Verbundvorhaben Entwicklung leistungsfähiger und effizienter Avionikplattformen für Starr- und Drehflügler (AVATAR)

Kurzfassung

Im Teilvorhaben AKES wurde zu Beginn der Stand der Technik erhoben. Des Weiteren wurden zwei Helikopter Offshore Service-Betreiber bezüglich der technischen Ausrüstung der von ihnen eingesetzten Hubschrauber sowie ihres Einsatzspektrums befragt. Auf Basis der Befragung sowie der Analyse von Helikopter Offshore-Operationen wurden zwei anspruchsvolle Operationen ausgewählt: 1. eine simulierte Windenoperation am unteren Zugang einer Offshore-Windkraftanlage und 2. die Landung auf einer Offshore-Plattform. Beide Operationen sind dadurch geprägt, dass sie in unmittelbarer Nähe von Hindernissen erfolgen. Im Zuge der Erhebung des Standes der Technik wurden daher vordergründig Systeme betrachtet, die Hubschrauberpiloten bei Operationen in der Nähe von Hindernissen unterstützen. Anschließend wurde die Durchführung der ausgewählten Operationen in zwei Szenarien nachgestellt und ein Anzeigekonzept mit einer Zusatzanzeige in Form einer 360-Grad-Draufsicht als Hindernisanzeige für kopfgetragene Sichtsysteme erstellt. Parallel wurde die industrielle Grafikhardware von Diehl Aerospace für die Integration in das generische Experimental-Cockpit des DLR vorbereitet. Hierbei wurden Softwaremodule für den Datenaustausch mit dem kopfgetragenen Sichtsystem JEDEYETM sowie der Simulationsumgebung des DLR für die Hardware-Plattform implementiert. Des Weiteren wurden vom DLR zuvor entwickelte Formate für Flugführungsanzeigen auf die Zielhardware in Ergänzung zu der zuvor erwähnten Zusatzanzeige portiert. Zudem wurde die Flexible Sensor Simulation Suite des DLR um zwei Nahbereichs-LASER-Scanner erweitert und Sensordaten simuliert. Für die Flugführungsanzeige des DLR wurde das LiDAR® von Velodyne [13] und für die Flugführungsanzeige der TU Braunschweig der Riegel® VUX-1LR [14] simuliert. Für die Evaluation der Flugführungsapplikation tAuNav der TU Braunschweig wurde eine Schnittstelle für die Übertragung der Sensordaten an die tAuNav-Applikation implementiert. Zusätzlich wurden Schnittstellen zum Datenaustausch sowie zur Integration der tAUNavApplikation in die Simulationsumgebung des DLR realisiert. Im Anschluss an die Erweiterung der Außensicht des generischen Experimental-Cockpits für die Nachbildung der alpinen Region Sion in der Schweiz wurde die tAUNav-Applikation erfolgreich in die Simulationsumgebung des DLR integriert. Das DLR unterstütze die TU Braunschweig bei der Definition der Evaluationsszenarien sowie der Vorbereitung, Durchführung und Auswertung der Simulatorstudie zur Bewertung der tAuNav-Applikation. Das vom DLR erstellte Konzept für die 360-Grad-Hindernisanzeige für kopfgetragene Sichtsysteme wurde prototypisch implementiert und in einer Vorstudie unter Verwendung einer Virtual Reality Brille (Oculus Rift V1) erstmalig untersucht. Hierbei wurden verschiedene Integrations- und Positionierungsvarianten der Hindernisanzeige in kopfgetragenen Sichtsystemen in Verbindung mit der simulierten Windenoperation mit Hubschrauberpiloten evaluiert. Anschließend wurde das Anzeigekonzept noch einmal für die Nutzung im kopfgetragenen Durchsicht-Sichtsystem JEDEYETM optimiert und auf die Grafik-Hardware portiert. Im Zuge der Portierung des Anzeigekonzepts wurde die Implementierung noch einmal zur Verbesserung der Performanz und Bildwiederholrate optimiert. Daneben wurde eine Schnittstelle für die Verwendung von Hindernisdaten der von Diehl Aerospace zur Verfügung gestellten Datenbank realisiert. Die Ziel-Grafik-Hardware wurde dann erfolgreich ins generische Experimental-Cockpit integriert. Abschließend wurde das Anzeigekonzept mit dem JEDEYETM im generischen Experimental-Cockpit in Verbindung mit der simulierten Windenoperation am unteren Zugang einer Offshore-Windkraftanlage sowie der Offshore-Plattformlandung mit sieben Hubschrauberpiloten erfolgreich evaluiert.