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UAV-x-NAV

Ziele
Das Projekt UAV-x-NAV hat zum Ziel, auf der Basis aktueller GNSS- und INS-Techniken mittels geeigneter Algorithmen zur Sensorfusion eine integrierte und hochgenaue Navigationseinheit für unbemannte Luftfahrzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, UAVs) zu entwickeln. Hierdurch soll einerseits eine Navigation auf engem Raum ermöglicht, und andererseits die photogrammetrische Auswertung der Luftbilddaten stark vereinfacht werden.

Kurzbeschreibung
UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) sind mittlerweile etablierte Werkzeuge für die Erfassung von Bild- und Videodaten aus der Luft. Die Anwendungen reichen von photogrammetrischen Auswertungen zur Erstellung von Orthofotos und Oberflächenmodellen über die Dokumentation von speziellen Ereignissen (Naturgefahren, Veranstaltungen) bis hin zur Suche nach vermissten Personen oder der Erheben des Lagebilds bei Großschadensereignissen.

UAVs zeichnen sich durch die Möglichkeit aus, autonom ein vorab definiertes Gebiet oder eine Strecke abzufliegen, um dort Daten zu erfassen, um dann automatisch zum Ausgangspunkt zurückzukommen. Die zu diesem Zweck in die UAVs integrierten Autopiloten verfügen in der Regel über einen einfachen GPS-Empfänger, der eine Positionsermittlung mit einer Genauigkeit von 10 bis 20 m ermöglicht. Für die einfache Navigation in freiem Gelände sind diese Genauigkeiten ausreichend. Es gibt jedoch Anwendungen von UAVs, die eine weit höhere Genauigkeit erfordern. Muss beispielsweise in direkter Umgebung bekannter Flughindernisse navigiert werden, um bei einem Abstand von wenigen Metern Detailaufnahmen von Objekten zu machen, muss das Fluggerät seine Position auf unter einen Meter genau kennen. Für hochgenaue photogrammetrische Auswertungen sind Genauigkeiten im Zentimeterbereich erforderlich, insbesondere wenn keine Referenzmessungen im Gelände zur Verfügung stehen.

Im Rahmen des Projekts UAV-x-NAV werden die inhaltlichen und technischen Anforderungen an eine hochgenaue Navigation für UAVs definiert und ein Navigationsmodul entwickelt, das als Komponente an Bord der UAVs diese Daten bereitstellen kann. Ziel ist, GNSS- und IMU-Daten durch geeignete Filtertechniken zu kombinieren, um die Genauigkeit der Positionsermittlung in Echtzeit auf unter einen Meter zu verbessern. Besonderes Augenmerk wird bei der Entwicklung auf Gewicht und Größe der Hardware sowie die Interaktion mit dem Autopiloten gelegt. Basierend auf Erfahrungen in den Bereichen Fahrzeug- und Fußgängernavigation werden bestehende Algorithmen zur Optimierung der Positionsermittlung hinsichtlich ihrer Eignung für UAVs überprüft und angepasst. Für die Beurteilung der Zuverlässigkeit werden verschiedene Sicherheits-Levels definiert, die es dem Autopiloten erlauben, auf Unsicherheiten bei der Positionsermittlung zu reagieren.

Projektpartner
    GRID-IT Gesellschaft für angewandte Geoinformatik mbH (Projektleitung)
    TeleConsult Austria GmbH
    TWINS.NRN OG

Finanzierung
    Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG)

Status
    Erfolgreich abgeschlossen im Jahr 2015