Testkonzept eines UAV Missionsplaners

Abstract

Das DLR betreibt mit der „Autonomous Rotorcraft Testbed for Intelligent Systems“-Plattform (ARTIS) eine Flotte unbemannter Luftfahrtzeuge im Bereich der Gewichtsklassen von 0,5kg bis 150kg. Der Kern der Arbeit ist dabei die Erforschung und Entwicklung hoch-automatisierter Funktionen. Eine für die Autonomie besonders wichtige Komponente ist der Missionsplaner, der Flugtrajektorien und Aktionen in bekannter, sowie teilweiser unbekannter Umgebung plant. Dabei entscheidet die Software selbstständig über Abläufe (offline Planer) und darauf aufbauend, wie erkannte Hindernisse optimal umflogen werden können (online Planer). Ein solcher Einsatz autonomer Softwarefunktionen erfordert eine rigorose Nachweisführung. Der Vortrag stellt den aktuellen Stand des Missionsplaners, sowie das Konzept zur Nachweisführung vor, das derzeit einen Kompromiss zwischen optimaler Theorie (DO-178 B/C, Level A-D, mit umfassender Traceability) und handhabbarer Praxis darstellt. Neben Reviews, statischen Tests und Unit-Tests sieht das Konzept vor allem simulierte Testszenarien vor. Insbesondere die Software-in-the-loop-Tests bieten einerseits einen hohen Grad an Testmöglichkeiten sowie direkte Rückkopplung mit Entwicklern. Hardware-in-the-loop-Tests und Flugtests sind demgegenüber seltener, dennoch sind auch diese Tests aufgrund ihrer Hardwarenähe unverzichtbar. Insgesamt muss daher bei der Entwicklung eines Testkonzepts darauf geachtet werden, alle Testachsen möglichst umfassend abzudecken. Die betrachteten Testachsen: SUT-Größe, Testaufwand, Realitätsnähe, Szenario Komplexität, Abdeckungsrate, Rückkopplungs- und Automatisierungsgrad werden im Vortrag näher erläutert. Das Testkonzept prüft dabei auch –soweit möglich- die Qualität der Algorithmen anhand unterschiedlicher Kriterien (Bahnablage, Sicherheitsabstand zu Hindernissen, Echtzeitschranken), so wird die Pfadplanung regelmäßig z.B. anhand des OFN Benchmarks evaluiert und kann so stetig verglichen und verbessert werden. Eine Reihe von etablierten Prozessen, etwa zum Entwicklungsprozess und zum Fehlermanagement vervollständigt das Konzept und unterstützt dabei insbesondere die Durchgängigkeit des genutzten Ansatzes.