Multikopter



 

 

Die DLR-RMC XRotor-Gruppe entwickelt Verfahren zum autonomen Einsatz von Multikopter-Flugsystemen wie Quadro oder-Oktokopter. Die Flugsysteme werden in Zukunft einen wertvollen Beitrag zur Unterstützung von Einsatzkräften in Katastrophenszenarien und zur Vermisstensuche in unzugänglichen Regionen leisten. Bereits jetzt finden die Multikopter ihren Einsatz bei der 3D-Objektrekonstruktion aus der Luft oder bei Inspektionen von Gebäuden und Industrieanlagen.

 

Unsere Zielsetzung:

Einen besonderer Schwerpunkt wird auf die Autonomie der Roboter gelegt. Autonome Systeme müssen in unbekannten Umgebungen ohne externe Positionsreferenzen (GPS) selbständig agieren können. Die hierfür benötigten Sensordaten werden direkt auf dem System aufgenommen und verarbeitet. Dies stellt eine besondere Herausforderung bei der Algorithmenentwicklung für kleine Multikoptersysteme dar, da Traglast und Energieverbrauch, und somit die verfügbare Rechenleistung und Sensorik, stark limitiert sind. Die Entwicklung von Algorithmen für so begrenzten Ressourcen spielt eine zentrale Rolle in unserer Forschung.

Im Weiteren ist für die Regelung eines so hoch dynamischen Systems eine hohe Datenrate notwendig. Um die Roboter in der Luft zu halten muss eine kontinuierliche Positionsschätzung gewährleistet werden, da ein Aussetzen der Lageberechnung oder der zugrunde liegenden Sensoren fatale Folgen hat. Im Gegensatz zu Landrobotern können Luftroboter nicht einfach stehen bleiben.

Die Anforderung effiziente sowie zuverlässige und robuste Algorithmen zu entwickeln machen Flugroboter zu einer äußerst herausfordernden Plattform. Algorithmen die auf diesen Systemen laufen können ohne Weiteres auch auf andere Roboter oder intelligente Systeme portiert werden.

Weiterführende Informationen unter dem folgenden Link:

 http://mobilerobots.dlr.de/systems/multicopters

 Themengebiete:

  • Sensordatenfusion zeitverzögerter Messungen
  • Sensor-Registrierung
  • Hoch dynamische Regelung
  • Objektinteraktion
  • Effiziente Bildverarbeitung
  • Insekteninspirierte Navigationsverfahren
  • Reaktive Hindernisvermeidung
  • Objekterkennung
  • Topologische Karten
  • 3D-Rekonstruktion
  • Navigation
  • Aufgabenplanung

Ansprechpartner: Korbinian.Schmid@dlr.de

Team:

  • Dömel, Andreas (Aufgabenplanung, Navigation)
  • Grixa, Iris (3D-Modellierung, Polarisations-Kompass)
  • Hirschmüller, Heiko (Stereo-Odometrie)
  • Kaßecker, Michael (Objekterkennung)
  • Lutz, Philipp (Realzeitsysteme, Middleware, Kommunikation und Netzwerk)
  • Mair, Elmar (Monokulare Navigation, Sensorregistrierung, Topologische Karten)
  • Ruess, Felix (Sensordatenfusion, Middleware)
  • Schmid, Korbinian (Team Koordination; Sensordatenfusion, Kollisionsvermeidung)
  • Stürzl, Wolfgang (Insekteninspirierte Algorithmen)
  • Tomic, Teodor (Regelung, Objektinteraktion)

 

Videos:

  • Juni 2012: voll autonomer Fenster-Durchflug (DLR Outdoor-Gelände) Video
  • Dezember 2010: 3D Rekonstruktion eines Berghangs (Alpen) Video
  • Juni 2010: voll autonomer Flug (Automatica 2010) Video

Erfolge:

  • 1. Platz bei der „IMAV Outdoor Challenge 2011“

Veröffentlichungen:

  • Korbinian Schmid, Felix Ruess, Michael Suppa, and Darius Burschka"State Estimation for highly dynamic flying Systems using Key Frame Odometry with varying Time Delays”, IROS 2012, Vilamoura, Portugal. Link to the video: Video
  • Wolfgang Stürzl and Nicole Carey, "A Fisheye Camera System for Polarisation Detection on UAVs", Computer Vision -  ECCV 2012, Workshops and Demonstrations, Lecture Notes in Computer Science, vol. 7584, pp. 431-440, Oct 2012 
  • Teodor Tomic, Korbinian Schmid, Philipp Lutz, Andreas Dömel, Michael Kassecker, Elmar Mair, Iris L. Grixa, Felix Ruess, Michael Suppa, and Darius Burschka, "Toward a Fully Autonomous UAV: Research Platform for Indoor and Outdoor Urban Search and Rescue," Robotics & Automation Magazine, IEEE , vol.19, no.3, pp.46-56, Sept. 2012
  • Korbinian Schmid, Heiko Hirschmüller, Andreas Dömel, Iris Grixa, Michael Suppa, and Gerd Hirzinger, “View Planning for Multi-View Stereo 3D Reconstruction Using an Autonomous Multicopter”, Journal of Intelligent & Robotic Systems, vol. 65, no. 1, pp. 309-323, Jan. 2012. Link to the video: Video
  • Michael Fleps, Elmar Mair, Oliver Ruepp, Michael Suppa,and Darius Burschka, "Optimization based IMU camera calibration", Intelligent Robots and Systems (IROS), 2011 IEEE/RSJ International Conference on , vol., no., pp.3297-3304, 25-30 Sept. 2011

 


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