Flugregler für ein autonomes Luftschiff

Zusammenfassung

Sowohl am Institut für Automatisierung der TU Chemnitz als auch am ISR (Institute for Systems and Robotics) in Lissabon existieren Projekte auf dem Gebiet “Outdoor Robotics”, wobei heterogene Muli-Robot Teams Aufgaben in einem simulierten Search and Rescue Szenario durchführen. Search and Rescue Robotics hat sich in den letzten Jahren als eigene Disziplin etabliert, wobei wir uns im Gegensatz zum RoboCup Rescue [6] auf den Einsatz von Robotern im Außenbereich konzentrieren. Am ISR wird dazu neben mobilen Robotern am Boden auch ein autonomes Luftschiff (Blimp) eingesetzt, was einen globalen Blick auf das Gelände ermöglicht und die Navigation der Roboter am Boden unterstützen soll [7]. Im Gegensatz zu einem Zeppelin hat ein Blimp kein festes Innengerüst, sondern besteht aus einer frei verformbaren Hülle. Die Flugeigenschaften sind jedoch vergleichbar und wenn solche Luftschiffe automon fliegen sollen, so ist aufgrund der ständigen Störeinflüsse durch Wind eine robuste Regelung der Position und der Bewegung notwendig. Es gibtzwar weltweit einige Projekte zu halbautonomen und autonomen Luftschiffen, aber universelle Lösungen zur Steuerung der Luftschiffe im dreidimensionalen Raum unter Berücksichtigung der dynamischen Umgebung haben wir bislang vergeblich gesucht. Meist wird das Problem in verschiedene, typische Flugphasen aufgeteilt [8] oder es wurden zunächst nur einzelne Teilstücken untersucht, wie das Schweben über einer Position [9]. Im folgenden beschreiben wir daher den von uns entwickelten und erprobten Ansatz zur Regelung, der im Rahmen einer Kooperation zwischen der TU Chemnitz und dem ISR entstanden ist.