Flugassistenzsoftware für unbemannte Kleinfluggeräte

Abstract

Ein nicht zu unterschätzendes Problem in der Landwirtschaft ist die Tötung junger Wildtiere bei der Frühjahrsmahd. Um die Tiere zu schützen, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt ein unbemanntes Kleinfluggerät mit einem Sensorsystem ausgestattet, mit dessen Hilfe Tiere durch ihre Infrarotsignatur aus der Luft detektierbar sind. Eine Software unterstützt den Suchenden bei der Flugplanung und Tierfindung. Die gesammelten Erfahrungen mit dieser Software sollen nun in einer verteilten universellen Flugassistenzsoftware zusammengetragen werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den erforderlichen Komponenten und der Interaktion der Komponenten untereinander. Es ergibt sich eine Untergliederung in zwei Themenbereiche: Die Entwicklung der Komponenten inklusive derer Schnittstellen und eine Evaluation der Eignung der verteilten Infrastruktur zur Flugführung. Das Konzept besteht aus einem verteilten System basierend auf Websockets, Remote-Procedures und Publish-Subscribe-Pattern. Das System ist modular entworfen, wodurch eine spätere Erweiterung möglich ist. Anhand der Schnittstellendefinition werden Implementierungen einzelner Module vorgenommen. Es existieren eine Pfadplanung zum Überfliegen einer Fläche, ein Modul zur Steuerung des Kleinfluggeräts des DLR, ein Fluggeräte-Simulator und ein Modul zur automatisierten Durchführung eines Fluges zum Finden von Jungwild. Für die Leistungsevaluation des Systems ist insbesondere die Messung von Laufzeiten der Komponentenkommunikation entscheidend. Die Analyse der Pakete hinsichtlich Betriebsfrequenz, Nachrichtengröße und Komponentenanzahl ergibt eine gute Eignung der Infrastruktur für den Anwendungsfall Wildrettung. Die Skalierbarkeit des Systems erlaubt den Einsatz in komplexeren Projekten, für die ein größerer Bedarf an Kommunikationsressourcen besteht.