Kurzbeschreibung
Zur Erweiterung der Drohnenhalle der Universität Klagenfurt (AAU) wurde ein Kabelroboter mit einzigartigem Sicherungssystem für neue high-risk Regler- und Navigations-Methoden installiert, sodass eine Drohne im Volumen der Drohnenhalle gesichert und auch zur Schwerkraft-Kompensation gestützt werden kann.
Frei hängende Kabelroboter werden oft bei Fernsehübertragungen von Mannschaftsspielen (insb. Fussball) erfolgreich eingesetzt. Der größte Vorteil dabei ist, dass man ein Objekt (z.B. Kamera oder Drohne) freischwebend und sicher im 3D Raum über einer großen Fläche bzw. in einem großen Volumen navigieren kann.
Eine solche Aufhängung in der Drohnenhalle der AAU erlaubt nicht nur das sichere Testen von neuen und komplexen Regler- und Navigations-Methoden für Drohnen, sondern gewährt auch die notwendige Sicherheit, wenn Forschung im Bereich "human-drone interaction" durchgeführt wird. Zudem ergibt sich die Möglichkeit des „gravity offloading“, sodass zusammen mit künstlich generierten Texturen durch einen Projektor verschiedene Umgebungen (Himmelskörper, wie z.B. Mars) bezüglich Gewichtskraft und visueller Eigenschaften emuliert werden können.
Ansprechperson
Univ.-Prof. Dr. Stephan Weiss
Research Services
Flugtests für bereits erprobte Reglerstrukturen können bereits jetzt in der Drohnenhalle der AAU durchgeführt werden. Dank dem bestehenden Tracking-System kann eine präzise Position mit Millimeter Präzision und bis zu 360Hz dem Regler zugeführt werden und so neue Zustandsschätzungen und Missionsplaner erprobt werden. Die derzeitigen Reglerstrukturen nutzen allerdings die Fähigkeiten der hoch agilen Multicopter bei weitem nicht aus. Das Testen solch neuer Ansätze erfordert eine Sicherung der Plattform insbesondere in den frühen Testphasen der Grundlagenforschung. Eine solche Sicherung im Volumen der Halle kann nur mit einer komplexen Aufhängung mittels Kabelroboter erreicht werden. Eine solche Aufhängung hat auch den Vorteil, dass man neue Forschungsfelder bezüglich human-robot interaction und unter anderen Bedingungen (z.B. gravity offloading für andere Himmelskörper) eröffnen kann. Mit der Inkludierung eines Projektors und der notwendigen Rechenkapazität werden diese Bedingungen für die Kamera basierte Navigation der AAU komplettiert, sodass eine komplette „augmented reality“ Welt für die Drohnen erstellt werden kann. Eine Sicherung der Drohne wird auch für die Lehre gewinnbringend sein, da man so in frühen Semestern schon Studierenden die Regelung von Multikoptersystemen sicher nahebringen kann.
Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur
Der Kabelroboter in der Drohnenhalle der Universität Klagenfurt (AAU) unterstützt die Forschung um und mit autonomen Drohnen des Dronehub Klagenfurt. Dieser im Kern aus vier Forschungsgruppen der AAU (geleitet von Prof. Christian Bettstetter, Prof. Hermann Hellwagner bzw. Prof. Christian Timmerer, Prof. Bernhard Rinner, und Prof. Stephan Weiss) bestehende Dronehub hat einen starken Forschungsfokus auf Multidrohnen Systeme. Im Vordergrund steht die selbstständige Lokalisierung der Drohnen in sich ändernden Umgebungen, die Koordination von mehreren Drohnen, um zusammen eine Aufgabe zu erfüllen, die Synchronisation und das selbst-organisierende Schwarmverhalten der Drohnen, und die Datenkommunikation und -Verarbeitung im Schwarm und zu einem Nutzer.