Untersuchungen zur Erhöhung der Stabilität bildbasierter Bewegungsschätzung bei Flügen in Bodennähe

Abstract

Optische Navigation ist ein weit verbreitetes Hilfsmittel bei der Navigation von Fluggeräten. Sie wird häufig eingesetzt, wenn das Vorhandensein von Satellitensignalen zur Positionsbestimmung nicht gewährleistet werden kann. Für gewöhnlich wird sie verwendet um die Position der Fluggeräte und von Hindernissen zu detektieren. Ein weiterer möglicher Einsatzzweck ist die Messung der Fluggeschwindigkeit. Wird eine zu hohe Fluggeschwindigkeit bei der Landung eines Fluggeräts nicht detektiert, kann diese dazu führen, dass es sich bei der Landung überschlägt. Bei Flügen in Bodennähe können Phänomene auftreten, die im Bereich der optischen Navigation von Fluggeräten bisher wenig Beachtung fanden und deren Funktionsfähigkeit beeinträchtigen können: eine Einschränkung des Sichtfeldes durch aufgewirbelten Staub sowie das Vorhandensein des vom Fluggerät geworfenen Schattens im auszuwertenden Kamerabild. Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung von Hilfsmitteln, die das Einsatzspektrum sowie die Zuverlässigkeit von Verfahren der optischen Navigation unter den genannten erschwerten Sichtbedingungen in Bodennähe erhöhen sollen. Ziel ist es hierbei, die Möglichkeit zu schaffen, eine für eine sichere Landung zu hohe Fluggeschwindigkeit zu detektieren. Bei den entwickelten und untersuchten Hilfsmitteln handelt es sich um die Schätzung der Bewegungsgeschwindigkeit von Fluggeräten bei unbeeinträchtigter und bei beeinträchtigter Sicht sowie der Erkennung des vom Fluggerät geworfenen Schattens. Die entwickelten Hilfsmittel werden anhand von aufgezeichneten Flugversuchen ausgewertet, welche von zwei Fluggeräten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt durchgeführt wurden.