Detect & Avoid unter der Berücksichtigung von Hindernissen am Beispiel des tieffliegenden unbemannten Luftfahrzeugs "ALAADy-Demonstrator"

Abstract

Soll ein unbemanntes Luftfahrzeug außerhalb der Sichtgrenze eines Steuerers und in einem mit anderen Luftfahrzeugen geteilten Luftraum betrieben werden, wird ein Detect & Avoid (DAA) System benötigt. Derartige Systeme sind in der bemannten Luftfahrt bereits seit Jahren etabliert. Da tieffliegende unbemannte Luftfahrzeuge auf eine Flüghöhe von maximal 120 m über Grund beschränkt sind, ist nur eine begrenzte Ausweichmöglichkeit in vertikaler Richtung gegeben. Des Weiteren bieten die etablierten DAA Systeme nur bedingt Funktionen, um einen sicheren Abstand zu Bauwerken, Geländeerhebungen und Geofences einzuhalten, den tieffliegende unbemannte Luftfahrzeuge wahren müssen. Aufgrund der unterschiedlichen Rahmenbedingungen für bemannte und tieffliegende unbemannte Luftfahrzeuge ist eine utzung der etablierten DAA Systeme in tieffliegenden unbemannten Luftfahrzeugen nicht ohne weiteres möglich. In der vorliegenden Arbeit wird am Beispiel des unbemannten Luftfahrzeug ALAADy-Demonstrators (Automated Low Altitude Air Delivery) untersucht, inwiefern die DAIDALUS (Detect and AvoID Alerting Logic for Unmanned Systems) Programmbibliothek auf tieffliegende unbemannte Luftfahrzeuge übertragen werden kann. Neben dem für DAIDALUS angedachten Anwendungsfall zum Ausweichen gegenüber bewegten Luftfahrthindernissen wird die Funktion von DAIDALUS in dieser Arbeit zusätzlich genutzt, um auch statischen Hindernissen auszuweichen. Im Anwendungsfall des ALAADy-Demonstrators ist die Flughöhe auf maximal 120 m über Grund beschränkt. Daher werden im Rahmen dieser Arbeit Ausweichmanöver über die Änderung des Kurses betrachtet. Es wird geprüft, wie zuverlässig DAIDALUS den jeweiligen Hindernissen ausweicht und wie die Parameter für die Anwendung mit demALAADy-Demonstrator optimiert werden können. Die Auswertung der in dieser Arbeit präsentierten Lösung geschieht anhand von Simulationen verschiedener Szenarien. Die betrachteten Szenarien beinhalten sowohl statische als auch bewegte Hindernisse.