Autonome Steuerungstechnologie für unbemannte Fahrzeuge – UAV, USV, UGV, UUV

Unbemannte Systeme, darunter UAVs (unbemannte Luftfahrzeuge), UGVs (unbemannte Bodenfahrzeuge), USVs (unbemannte Oberflächenfahrzeuge) und UUVs (unbemannte Unterwasserfahrzeuge), nutzen eine Vielzahl von Methoden zur Steuerung während der Navigation und für Präzisionsmanöver wie das Starten und Landen von Drohnen.

Eine der häufigsten Komponenten von Drohnen-Leitsystemen ist GNSS. GNSS-Empfänger können Positionsdaten von einer oder mehreren Konstellationen, darunter GPS, Galileo, GLONASS und BeiDou, zur Navigation nutzen.

CRUX Drohnenpositionierungs- und Leitsystem von AheadX

Trägheitsnavigation

Drohnen und Roboterfahrzeuge können sich möglicherweise nicht jederzeit auf GNSS verlassen, da es Situationen gibt, in denen keine Signale verfügbar sind, z. B. unter dichtem Laubwerk, unter Brücken und in Tunneln, in Gebäuden sowie bei Störungen oder Interferenzen. Um in solchen Situationen eine kontinuierliche Positionierung und Navigation zu ermöglichen, kann ein Trägheitsnavigationssystem (INS) eingesetzt werden. Dieses nutzt Rotations- und Beschleunigungsdaten, um eine relative Position zu berechnen, die als Backup dienen kann, wenn keine GNSS-Daten verfügbar sind. Ein eng gekoppeltes GNSS-INS-System ermöglicht es außerdem, GNSS-Daten zur Verbesserung der Genauigkeit der Trägheitsdaten zu nutzen und so die Auswirkungen von Driftfehlern zu reduzieren.

DIGS100 Trägheitsnavigationssystem von Gladiator Technologies

Optische Steuerung

Unbemannte Fahrzeuge können auch optische Sensoren wie LiDAR und Kameras zur Steuerung verwenden. Techniken wie visuelle Odometrie (VO) und simultane Lokalisierung und Kartierung (SLAM) können genutzt werden, um Daten aus diesen Sensoren für die Navigation zu verwenden. Weitere Informationsquellen, die von UAV-Steuerungssystemen genutzt werden können, sind ADS-B und Ultraschall-Näherungssensoren.

Marine-Leitsysteme

UUVs und AUVs (autonome Unterwasserfahrzeuge) können sich für die Unterwasserführung und -navigation nicht auf GNSS-Signale verlassen, da sich die elektromagnetischen Signale, die die Informationen übertragen, in Wasser nicht gut ausbreiten. Stattdessen werden in der Regel akustische Ortungssysteme wie Long Baseline (LBL), Ultra-Short Baseline (USBL) und Doppler-Geschwindigkeitslogs (DVL) verwendet. DVLs können auch als Quelle für eine genaue Geschwindigkeitsschätzung für INS verwendet werden.