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Development of an Acoustic Fault Diagnosis System for UAV Propeller Blades - Masterarbeit

Steinhoff, Leon (2023) Development of an Acoustic Fault Diagnosis System for UAV Propeller Blades - Masterarbeit. Masterarbeit, Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis 1 Juli 2030
8MB

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 6300Hz, 8000Hz, 10000Hz and 12500Hz. 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, a second approach utilizing a rotating beamformer is proposed. It makes use of the two sound sources that are identified for a two-bladed propeller, by calculating the ratio between the peak value of the sources. The second approach detects propeller tip damages without the assistance of machine learning and reaches an F1-score of 0.9441.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/212781/
Dokumentart:Hochschulschrift (Masterarbeit)
Titel:Development of an Acoustic Fault Diagnosis System for UAV Propeller Blades - Masterarbeit
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Steinhoff, Leonleon.steinhoff (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Juli 2023
Erschienen in:80
Open Access:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Acoustic Emission
Institution:Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum
Abteilung:Institute of Maintenance, Repair and Overhaul
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Digitalisierung
DLR - Forschungsgebiet:D KIZ - Künstliche Intelligenz
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):D - CausalAnomalies
Standort: Hamburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Instandhaltung und Modifikation > Prozessoptimierung und Digitalisierung
Hinterlegt von: Koschlik, Ann-Kathrin
Hinterlegt am:24 Feb 2025 09:25
Letzte Änderung:24 Feb 2025 09:25

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