Studienprojekte
PROJEKT
SWARM
FAKTEN
Themenfeld
Hardwareentwurf, Softwareentwurf, Verifikation
Zeitraum
Oktober 2009 - Juni 2010
FH-Studierende
Jürgen Stelzmüller, Jürgen Giritzer, Martin Aigner, Gerhard Eder, Matthias Porranzl, Joachim Steinkellner
FH-Betreuer
DI (FH) Florian Eibensteiner, Dr. Hans Georg Brachtendorf
Firma
DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Firmenbetreuer
Dr.-Ing. Michael Angermann,Dr.-Ing. Armin Dammann
Projekthomepage
Kurzbeschreibung
In künftigen Navigationssystemen werden Satellitensysteme durch Schwärme von sogenannten Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) unterstützt, um die Genauigkeit der Positionsbestimmung lokal zu erhöhen. Die Positionsbestimmung erfolgt dabei über Laufzeitschätzungen, durch die auf die Position der UAVs zurückgeschlossen werden kann. Ziel des Projekts mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist die Prototypen-Realisierung einer Laufzeitschätzung.
DETAILS
Ausgangssituation / Motivation / Einleitung
Kompakte und im Verbund arbeitende fliegende Sensorplattformen bzw. UAVs ermöglichen ein hochgradig paralleles und damit schnelles Explorieren von räumlich verteilten Phänomenen und Strukturen. Anwendungsbeispiele sind das Erfassen geometrischer Strukturen und Ansichten urbaner Räume innerhalb und außerhalb von Gebäuden als Grundlage für die zukünftige Navigation in urbanen Bereichen, oder das schnelle Auffinden von Verschütteten nach Lawinenabgängen im Gebirge.Um eine sichere und effiziente Zusammenarbeit der Schwarmelemente zu realisieren, wird eine genaue Kenntnis der Positionen und zum Teil auch der Lage aller Objekte benötigt. Übliche satellitenbasierte Systeme sind häufig nicht ausreichend genau.Zur Erhöhung der Genauigkeit wird ein alternatives System zur Positionsbestimmung basierend auf Schwärmen von UAVs benötigt. Grundlage dieses Systems ist die Fähigkeit zur genauen Distanzmessung mittels Funk zwischen Schwarmelementen. Da die Schwarmelemente in der Form sogenannter Quadrocopter realisiert sind, bestehen an die Komponente zur Distanzmessung erhebliche Anforderungen in Bezug auf Gewicht, Energieverbrauch und Reichweite.Ziel des Projekt ist es, einen Algorithmus zur Laufzeitmessung, basierend auf einer OFDM-Modulationsform, in Hardware zu realisieren.
Projektziel
Ziel ist es ein System zu entwickeln das eine genaue Positionsbestimmung zwischen den Elementen eines Schwarms ermöglicht. Diese Information ermöglicht es später, fliegende Sensorplattformen realisiert z.B: durch Quadrocoptern im Verbund fliegen lassen zu können. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig und reichen von der Auffindung von Verschütteten nach Lawinenabgängen oder Erdbeben bis zum Aufzeichnen von Räumen oder Umgebungen für die Kartographie.
Umsetzung
Es muss eine geeignete Sequenz für die Signalübertragung gefunden werden. Diese wird dann in Matlab&Simulink für die Simulation der Laufzeiten verwendet. Ziel der Simulation ist es, erste Ergebnisse von Laufzeiten zu erhalten, aus denen dann auf die Entfernung rückgerechnet werden kann. Weiters wird evaluiert welche Entwicklungsboards sich am besten eignen um die Algorithmen zu implementieren und erste Messungen durchzuführen.
Ergebnisse / laufende Aktivitäten
Simulation von OFDM Sender- und Empfänger mit Matlab&Simulink. Implementation der Algorithmen auf dem Entwicklungsboard.
