Optimierung der integrierten Bewegungsplanung und Navigation für Luftfahrzeuge mit differenziellen Beschränkungen durch Analyse und Steuerung ihrer Beobachtbarkeitseigenschaften

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Walter Fichter
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 211396496

Optische Navigationssysteme auf der Basis von Monokameras, die in einer unbekannten Umgebung betrieben werden, sind grundsätzlich mit dem Problem einer unbekannten Skalierung konfrontiert: Aus Bilddaten kann nicht zwischen weit entfernten schnellen und nahegelegenen langsamen Objekten unterschieden werden. Zusätzliche Inertialsensorik kann diese Mehrdeutigkeit unter gewissen Voraussetzungen aufheben. Ein Ziel der ersten Förderperiode war es, diese Voraussetzungen zu identifizieren. Durch Integration der Ergebnisse in die Bewegungsplanung konnte die Lösbarkeit des Skalierungsproblems sichergestellt und zudem zielgerichtet auf eine Verbesserung der Navigationsgüte hingewirkt werden. Um neben der Skalierung auch die Position eines Fahrzeugs zu bestimmen, benötigt das System außerdem die Fähigkeit, an bereits besuchte Orte zurückzukehren. Entsprechende Verfahren existieren jedoch nur in Form spezialisierter Heuristiken. Bislang fehlt ein theoretisches Fundament, auf Grundlage dessen etwa entschieden werden könnte, wann und in welchem Umfang die Fahrzeugtrajektorie Schleifen enthalten muss, um eine gewünschte Navigationsgüte zu erreichen. Die beantragten Mittel sollen dazu eingesetzt werden, diese Lücke zu schließen. Dafür sollen zunächst allgemeine Metriken für die erreichbare Schätzgüte hergeleitet werden. Unter Einhaltung der differenziellen Beschränkungen der Zielplattform Flächenflugzeug sollen daraus theoretisch fundierte Ansätze zur integrierten Bewegungsplanung und Navigation entstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen