AQopterI8

Autonomous Quadrotor for Indoor Exploration

Autonomer Quadrocopter zur Innenraumerkundung

Diese Seite gibt einen Überblick über das AQopterI8 Projekt des Lehrstuhls Informatik 8 der Universität Würzburg. Aktuell suchen wir nach einem Partner aus Industrie und Wirtschaft, der Interesse hat, im Rahmen einer Kooperation bzw. einem Forschungsprojekt gemeinsam diese Technologie voranzubringen.

Hintergründe und Idee:

Bisher werden Quadrocopter fast ausschließlich im Freien eingesetzt und oftmals durch eine Fernbedienung gesteuert. Die bestehenden käuflichen autonomen Systeme verwenden GPS, die (nur) im Freien bei gutem GPS-Empfang zur Positionsbestimmung eingesetzt werden können. Ebenso existieren für den Innenraum bereits „autonome“ Systeme (Forschungsarbeiten), die selbstständig Positionen anfliegen. Diese Systeme verwenden aber meist festmontierte Positionserfassungssysteme wie Raumkameras (Positionserfassung mit Stereokamerasystemen) und sind auf eine externe Positionsbestimmung angewiesen. Da solche Systeme auf externe Signale angewiesen sind, werden diese Systeme präziser semi-autonom genannt.
Unser Ziel ist jedoch die autonome Erkundung (Exploration) unbekannter Innenräumen mit einem autonomem System. Dieses Anwendungsfeld ist kaum erforscht. Die Schwierigkeiten dabei sind der fehlende GPS-Empfang und die damit fehlende absolute Positionsreferenz zur Navigation. Weiterhin soll das System in der Lage sein mit Störungen der Umgebung, z.B. Rauch, umzugehen und nicht nur von einem optischen Sensor zur Hinderniserkennung abhängen, der versagen kann. Zuletzt verwenden wir im System low-cost Hardware, dessen Nachteilen wir durch intelligente Signalverarbeitung begegnen, womit das System sich ebenfalls von existierenden Ansätzen unterscheidet.

Das fertige System soll in die Lage versetzt werden, autonome Aufgaben aus den Bereichen Search & Rescue (z.B: Feuerwehreinsatz) sowie Überwachung und Kontrolle (Industrie- & Chemieanlage) durchzuführen. Unser Konzept sieht vor das gesamte System selbst zu entwickeln, um für eine bestmögliche Abstimmung auf das Anwendungsszenario alle Parameter des Systems zu verstehen und optimal einzustellen. Das Ziel ist die Entwicklung eines autonomen Quadrocopters, der sich auch in a priori unbekannten Gebäudekomplexen zurechtfindet und in der Lage ist, Erkundungs- und Suchaufgaben durchzuführen, sowie die Ergebnisse an den Nutzer (per Funk) zu schicken. Unser sogenannter AQopterI8 soll in die Lage versetzt werden, einen Räume autonom, trotz Rauch, Dunkelheit und Hindernissen, zu kartografieren und Lagepläne „on the fly“ zu erstellen.

Beim Vorhaben "Lebensretter mit Propellern" wird ein Quadrocopter entwickelt, der in der Lage ist ein Objekt in einem unbekannten Gebäudekomplex zu finden. Dabei erstellt das System selbstständig eine Karte und gibt die Position des Zieles auf der Karte als Resultat der Suche zurück. Dieses Vorhaben wird vom Unibund der Universität Würzburg gefördert und soll innerhalb eines Jahres abgeschlossen sein. Das beschriebene Szenario entspricht dabei dem Analogon eines Feuerwehreinsatzes, bei dem nach Verletzten gesucht wird.

AQopterI8 in der alten High School (Foto: Obermeier, MainPost)

Veröffentlichungen (listet veröffentlichte Beiträg in den Medien auf)

Projektskizze (erklärt unsere Projektmotivation und -ziele)

Resultate (zeigt Ergebnisse und den aktuellen Stand des Systems)

Kontaktpersonen:

Prof. Dr.-Ing. Sergio Montenegro, sergio.montenegro(ADD)uni-wuerzburg.de

Dipl.-Ing. Nils Gageik, nils.gageik(ADD)uni-wuerzburg.de