Fraunhofer IOSB-INA

Evaluation von Verfahren zur automatischen Rekonfiguration von Transportdrohnen

Die Fähigkeit, autonom Entscheidungen zu treffen und danach zu agieren ist ein Kernthema der Künstlichen Intelligenz. Dennoch sind Transportdrohnen heutzutage nicht in der Lage, Fehler in ihrem System selbständig zu erkennen und zu beheben. Dies führt zu Abstürzen von Drohnen und kann hohe Sach- und Personenschäden zur Folge haben. Um die funktionale Sicherheit von Transportdrohnen zu gewährleisten, stellt der assoziierte Partner Viafly dem Fraunhofer IOSB-INA Daten über fehlerfreie und fehlerhafte Drohnenflüge zur Verfügung. Das Fraunhofer IOSB-INA verwendet sein Know-How im Bereich der automatischen Fehlererkennung und -behandlung um die Daten zu analysieren. Dabei sollen Fehler frühzeitig erkannt werden und rechtzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.

Transportdrohnen werden in extremen Umgebungen eingesetzt und unterliegen daher Umwelteinflüssen wie zum Beispiel Temperaturschwankungen, Seitenwinden und Ähnliches, die die Dynamik der Drohne beeinflussen. Unruhige Flüge bis hin zu Abstürzen sind die Folge dieser Störungen. In den letzten Jahren wurden verschiedene Methoden zur automatischen Rekonfiguration von Transportdrohnen vorgestellt. Der Hauptfokus dieser Methoden liegt allerdings auf der Rekonfiguration der numerischen Steuervariablen. Bislang sind diese innovativen Methoden kaum in der Praxis erprobt worden. Moderne Drohnensysteme beruhen meist auf einer Steuerung, die nicht auf unvorhergesehene Störungen wie Winde etc. reagieren kann.

Ziel dieses Projektes ist es, mithilfe von Methoden der modellbasierten Fehleranalyse und Rekonfiguration, einem Teilgebiet der künstlichen Intelligenz, die Auswirkungen dieser Störungen auf die Transportdrohne zu erkennen und geeignete Gegenmaßnahmen zu bestimmen um den Flug der Drohne zu stabilisieren und Abstürze zu vermeiden. Zum Beispiel soll ein ausfallender Rotor der Drohne durch eine Anpassung der Motorleistungen an die anderen Rotoren abgefangen werden.

Die Viafly GmbH stellt aufgenommene Daten der Flugsteuerungen inklusive Positionsdaten sowie Motor- und Batteriedaten zur Verfügung. Hierbei handelt es sich um unbearbeitete Rohdaten. Im Rahmen des Projektes werden diese Daten aufbereitet und analysiert, sodass diese in Folgeprojekten direkt verwendet werden können. Außerdem wird das Potential bezüglich Fehleridentifikation und automatischer Rekonfiguration, welches in den Daten steckt, aufgedeckt; in Folgeprojekten wird dieses Potential genutzt um innovative Lösungen zu entwickeln.

Das Fraunhofer IOSB-INA kann seine Kompetenzen im Bereich der Künstlichen Intelligenz für industrielle Anwendungen, insbesondere dem stetig wachsenden Markt der Drohnen, weiter ausbauen. Diese Erfahrungen werden zukünftig an Unternehmen, insbesondere KMU, transferiert. Außerdem kann das Fraunhofer IOSB-INA durch eine Veröffentlichung der Ergebnisse der Evaluation seine wissenschaftliche Reputation weiter ausbauen.

Projektzeitraum

01.11.2019 – 30.04.2020

Ansprechpartner

Dr. Alexander Maier (alexander.maier@iosb-ina.fraunhofer.de), Fraunhofer IOSB-INA

Dr. Aaron Gryzia (gryzia@viafly.de), Viafly GmbH

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