Projektarchiv

PALOVICO



Im Rahmen eines Abkommens über die Zusammenarbeit im Bereich der Hubschrauberforschung (UK-FRG-MoU-Rotorcraft) zwischen dem britischen (UK-DoD) und dem deutschen Verteidigungsministerium (BMVg) wird von der britischen Firma QinetiQ zusammen mit dem DLR Institut für Flugführung gemeinsam das Projekt PALOVICO (Pilot Assistance under LOw VIsibility COnditions) bearbeitet. Auf Basis der in der Abteilung Piloten-Assistenz vorhandenen Erfahrungen mit Systemen zur Sichtverbesserung (Enhanced Vision Systems) werden in PALOVICO unter anderem die folgenden Fragestellungen untersucht:

Bild 1. Atmosphärische Dämpfung der Atmosphäre für verschiedene Wetterbedingungen in Abhängigkeit von der Wellenlänge

  • Welche Missions-Szenarien im Bereich der Hubsschrauberführung erfordern „Enhanced Vision“ Technologien?

  • Welche zusätzlichen Informationen visueller Natur können das Situationsbewussts ein der Piloten verbessern?

  • Welche existierenden Sensor-Technologien aus dem Feld der „Sichtverbessernden Systeme“ gibt es bereits und wie können diese bewertet werden?

  • Welche Anforderungen werden an zukünftige wetter-durchdringende bzw. sicht-verbessernde Sensor-Systeme gestellt, wenn diese in militärischen Hubschrauber-Missionen Anwendung finden sollen?

Es wurde hier zunächst eine Studie zu verfügbaren Enhanced Vision Systemen durchgeführt und es wurden technologischen Besonderheiten beispielhaft ausgewählter Systeme miteinander verglichen. Entscheidend für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit abbildender Systeme unter Schlechtwetterbedingungen ist die Dämpfung durch die Atmosphäre (siehe Bild 1).

Bild 2. Hinderniswarnsystem HELLAS

Zum Beispiel das System HELLAS der EADS, Friedrichshafen. Es handelt sich hier um ein optisch arbeitendes Radar-System (LIDAR), welches in der Lage ist, selbst Drähte mit einem Durchmesser von weniger als 20 mm (Hochspannungsleitungen) automatisch zu detektieren (siehe Bild 2). Bei einer verwendeten Wellenlänge von ca. 1,4 Mikrometer (nahes Infrarot) ergibt sich allerdings aufgrund der atmosphärischen Dämpfung bei Nebel (siehe Bild 1) kaum eine Sichtverbesserung gegenüber dem menschlichen Auge. 

Bild 3. IR-Kamera der Firma CMC. Die Landebahnstruktur im IR-Bild ist gut zu erkennen.
Kameras, die im langwelligen thermischen Infrarot arbeiten (8-12 Mikrometer), erreichen dagegen bei leichtem Nebel bereits eine deutliche Verbesserung der Sichtweite wie auf den folgenden Bildern zu erkennen ist.

Eine noch deutlichere Verbesserung der Sichtweite ermöglichen aktiv scannende Radarsysteme im Bereich von 35 GHz (Millimeterwellen). Das am Institut für Flugführung untersuchte abbildende HiVision-Radar der EADS, Ulm, ist ein Beispiel für ein solches System. Mit einer Reichweite von ca. 3,5 km kann es auch im dichten Nebel und selbst durch Wolken hindurch Strukturen eines Flughafens erfassen (siehe Bild 4).

Bild 4. Fusioniertes Radarbild des HiVision MMW-Radars. Die Struktur des Flughafens ist gut zu erkennen.

Aufgrund der leichten Detektierbarkeit von aktiven Radarsystemen, ist deren Einsatz für militärische Anwendungen problematisch. Es wird daher nach passiven Systemen gesucht, die ähnlich einer Infrarot-Kamera die natürlich vorhandene Strahlung im Millimeterwellenbereich empfängt. Die Firma QinetiQ entwickelt derzeit eine solche PMMW-Kamera (passive MMW-Kamera) für Hubschrauber-Anwendungen.

Eine besondere Eigenschaft von passiven Millimeterwellenkameras ist nicht nur die Sichtverbesserung bei Nebel, sondern auch die Durchdringung der Kleidung von Personen. Diese Eigenschaft lässt sich z.B. auch zur bei Sicherheitsüberprüfungen einsetzen, wie eine andere Entwicklung der britischen Firma QinetQ zeigt (Bild 5).

 

 
Bild 5. Abbildungseigenschaften passiver Millimeterwellenkameras (QinetiC)

Gegenwärtig werden in PALOVICO die folgenden Fragestellungen untersucht:

  • Lassen sich die Bilder einer passiven Millimeterwellen-Kamera (PMMW) mit Methoden der automatischen Bildverarbeitung analysieren, um z.B. Landebahnstrukturen zu detektieren? Hierfür ist geplant, die Bilder einer passiven Millimeterwellenkamera, die derzeit von QinetiQ entwickelt wird, mit den am Institut für Flugführung für die IR-Bild-Verarbeitung entwickelten Algorithmen zu analysieren.
  • Wie lässt sich bei 2-D-scannenden aktiven Radaren (z.B. HiVision) die nicht erfasste vertikale Dimension rekonstruieren?
Kontakt

Dr.-Ing. Ullrich Döhler
DLR
Institut für Flugführung, Pilotenassistenz
Lilientahlpaltz 7
38108 Braunschweig

Tel. +49 (0) 531 295 2179
Fax. +49 (0) 531 295 2550


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