Akustisches UAV-Tracking in 6 Freiheitsgraden fur direktionale Schallabstrahlungsmessungen

Kurzfassung

Aktuelle Studien und Umfragen haben gezeigt, dass der Einsatz von Drohnen bzw. unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) in den Bereichen Logistik, Überwachung und Urban Air Mobility zunehmend verbreitet ist und in Zukunft weiter steigen wird. Da viele der derzeit eingesetzten UAVs als störender empfunden werden als herkömmliche Hubschrauber oder Flugzeuge, muss der gesellschaftliche Einfluss im Hinblick auf die Lärmbelastung diskutiert werden. Diese Arbeit stellt eine Methode zur Messung der Schallemission fliegender UAVs vor, um die gewonnenen Daten für Akzeptanzstudien zu nutzen. Der Versuchsaufbau besteht aus zwei Toren, die rundum mit Mikrofonen ausgestattet sind und während des Durchflugs eines UAV die Schallemission in alle Richtungen erfassen. Zur Verfolgung des UAVs werden sowohl akustisches Tracking als auch optisches Motion Tracking und Echtzeit-Kinematik zur Validierung eingesetzt. Es wird gezeigt, welche Algorithmen und Parameter für das akustische Tracking am besten geeignet sind. Die ermittelte Trajektorie mit sechs Freiheitsgraden dient dazu, die Richtcharakteristik des UAVs während des Durchflugs zu erfassen. Die Ergebnisse zeigen, dass das akustische Tracking hinreichend genau ist, um als Grundlage für die Richtcharakteristikmessung zu dienen. Die ermittelten Richtcharakteristiken liefern interessante Einblicke in die aeroakustischen Schallquellen und deren Ursprung. Die Daten können genutzt werden, um UAVs in einer virtuellen Umgebung zu auralisieren und Akzeptanzstudien durchzuführen.