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Fluggerät
08/12/2012

Roboterflieger manövriert auf engstem Raum

Das MIT hat ein selbstständig steuerndes Flugzeug entworfen und in einer Tiefgarage getestet. Dank eines neuen Algorithmus und Bord-Sensoren knallte es trotz relativ hoher Geschwindigkeit nirgendwo dagegen. In Zukunft soll das Fluggerät auch ohne vorab gespeicherte Umgebungskarte auskommen.

Am Massachusetts Institute of Technology (MIT) ist ein wichtiger Fortschritt auf dem Gebiet des autonomen Fliegens gelungen. Forscher haben ein Roboter-Flugzeug entwickelt, dass mit 36 km/h durch den relativ beengten Raum einer Tiefgarage fliegen kann, ohne irgendwo dagegen zu stoßen. Hervorgegangen ist das Projekt aus einem jährlich stattfindenden Wettbewerb der Association for Unmanned Vehicle Systems (AUVSI), bei dem autonome Hubschrauber ohne GPS-Hilfe ihren Weg durch einen Hindernis-Parcours finden müssen.

Den MIT-Forschern waren diese Vorgaben zu wenig. "Der Grund warum wir von einem Helikopter zu einem starrflügeligen Gerät wechselten ist, dass ein Starrflügler ein komplizierteres und interessanteres Problem darstellt, aber er kann auch wesentlich länger fliegen", meint Aeronautik-Professor Nick Roy gegenüber Phys.org.

Neuer Kontroll-Algorithmus

Das MIT-Flugzeug besitzt eine Spannweite von zwei Metern, ist rund zwei Kilogramm schwer und hat einen Laser-Entfernungsmesser, Beschleunigungssensor, Gyroskop und zwei Kameras an Bord. Betrieben wird die Ausstattung mit einem Mini-Computer, der zuvor ein 3D-Modell des Raumes, in dem er fliegt, erhält (Bei den AUVSI-Wettbewerben müssen die Fluggeräte selbstständig Umgebungs-Karten erstellen). Aufgrund des Raum-Modells, seiner Sensoren und eines neu entwickelten Kontroll-Algorithmus erkennt der Flieger zu jedem Zeitpunkt, wo er sich befindet.

Durch die Laser-Abtastung wird ein zweidimensionales Schnittbild der Umgebung erstellt, um Kollisionen zu vermeiden. Der Bordcomputer erreichnet einen Flugpfad, der über vorgegebene Wegpunkte führt. Ein Test in der MIT-Tiefgarage wurde auf diese Weise erfolgreich absolviert, wie man im Video erkennen kann. Trotz eines Boden-Decke-Abstandes von circa zwei Metern und der ebenso großen Spannweite des Fliegers kam es zu keinem Zusammenstoß.

In der nächsten Stufe soll das MIT-Flugzeug keine vorgegebene Karte des Raumes mehr erhalten, sondern seine Umgebung während des Fluges kennenlernen. Die Aufgabe ist schwierig, doch die Forscher an diesem Projekt sind von der Machbarkeit überzeugt.