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DEVELOPMENT OF AN ACOUSTIC FAULT DIAGNOSIS SYSTEM FOR UAV PROPELLER BLADES

Steinhoff, Leon und Koschlik, Ann-Kathrin und Arts, Emy und Soria Gomez, Maria und Raddatz, Florian und Kunz, Veit Dominik (2023) DEVELOPMENT OF AN ACOUSTIC FAULT DIAGNOSIS SYSTEM FOR UAV PROPELLER BLADES. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2023, 2023-09-19 - 2023-09-21, Stuttgart, Deutschland.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
885kB

Kurzfassung

With the rapid growth in demand for drones or unmanned aerial vehicles (UAVs), novel maintenance technologies are essential for ensuring automatic, safe, and reliable operations. This study proposes a fault detection system that utilizes the acoustic signature of UAV propeller blades for classifying their health state. By employing an acoustic camera with 112 microphones for spatial resolution of sound sources, datasets of acoustic images are generated in three differently reverberating environments for the third octave frequency bands of 6300 Hz, 8000 Hz, 10000 Hz and 12500 Hz. A convolutional neural network (CNN) is trained and evaluated with maximum F1-scores of 0.9962 and 0.9745 for two and three propeller health classes, respectively. Furthermore, we propose a second approach based on a linear classification (LC), which utilizes a rotating beamformer for comparison. This approach uses only two sound sources that are identified after the beamforming of a two-bladed propeller. In comparison, this algorithm detects propeller tip damages without applying a machine learning algorithm and reaches an F1-score of 0.9441.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197659/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:DEVELOPMENT OF AN ACOUSTIC FAULT DIAGNOSIS SYSTEM FOR UAV PROPELLER BLADES
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Steinhoff, Leonleon.steinhoff (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koschlik, Ann-KathrinAnn-Kathrin.Koschlik (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7958-0735NICHT SPEZIFIZIERT
Arts, EmyEmy.Arts (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Soria Gomez, MariaMaria.Soria (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raddatz, FlorianFlorian.Raddatz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0660-7650NICHT SPEZIFIZIERT
Kunz, Veit Dominikveitdominik.kunz (at) haw-hamburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 September 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:UAV Maintenance; Machine Condition Monitoring; Acoustic Diagnosis; Non-Destructive Testing; Machine Learning
Veranstaltungstitel:Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2023
Veranstaltungsort:Stuttgart, Deutschland
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:19 September 2023
Veranstaltungsende:21 September 2023
Veranstalter :DGLR
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Digitale Technologien
Standort: Hamburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Instandhaltung und Modifikation > Prozessoptimierung und Digitalisierung
Hinterlegt von: Koschlik, Ann-Kathrin
Hinterlegt am:04 Okt 2023 08:06
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:57

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