Autonomous Underwater Vehicle – AUV

Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS

Autonomous Underwater Vehicle – AUV

AUVs können kleiner und preiswerter als bemannteU-Boote gebaut werden. Dies macht AUVs attraktivfür zeitaufwendige Einsätze, etwa zur Erkundung der Meeresböden oder für Aufklärungsmissionen, aberauch für gefährliche Aufgaben wie das Aufspüren vonSee-Minen. Fraunhofer IAIS entwickelt im Auftragder Bundeswehr (WTD 71) autonome Steuerungsverfahrenfür AUVs. Da die Entwicklungstests mit realenAUVs sehr zeit- und kostenaufwendig sind, erstelltFraunhofer IAIS außerdem eine dafür spezialisierteSimulationsumgebung »AUV-Framework«.

AUV-Framework

Die Simulationsumgebung AUV-Framework erlaubt dieSpezifikation

  • der dynamischen Fahreigenschaften des AUVs
  • der Eigenschaften und Anordnung der Sensorik
  • der Parameter für das Verhalten des AUVs, wie bei-spielsweise die Such-Strategie und das Hindernisvermeidungsverhalten

Der Benutzer kann eine solche AUV-Konfiguration evaluieren,indem er Experimente in einer simulierten Umgebung,zum Beispiel im Hafen oder auf offener See mitstarken Strömungen, durchführt. Der Evaluierungsprozessdient dazu, für eine bestimmte Aufgabenstellung ausden getesteten Fahreigenschaften, Sensor-Konfiguationenund Verhaltensprogrammen die beste AUV-Konfigurationauszuwählen.Das AUV Framework ist bereits bei der WTD 71 im Einsatz.Die Weiterentwicklung erfolgt bei Fraunhofer IAIS,um den wachsenden Kundenbedürfnissen gerecht zuwerden.

Die Dual-Dynamics-Architektur

Die Dual-Dynamics-Architektur ist eine sogenannte verhaltensbasierte Architektur zur autonomen Steuerung von Robotern. Dual Dynamics bietet einen Rahmen für die Interaktion zwischen verschiedenen autonomen Verhalten, die sich situationsbedingt in der Kontrolle eines Roboters, in diesem Falle des AUVs, abwechseln.

Von der Simulation zum realen AUV

Das AUV-Framework wird auch für die Simulation undVerhaltensentwicklung des AUVs »DAVID« eingesetzt,einem Produkt von Diehl BGT Defence. Die realenFahreigenschaften und Sensor-Charakteristiken sollenmöglichst realitätsgetreu in dem AUV-Framework abgebildetwerden. Gemeinsames Ziel ist es, »DAVID« fürautonome Erkundungs- und Aufklärungsfahrten zubefähigen.

Publikation

Kobialka, H.-U. and W. Nowak. High-level autonomy for autonomousunderwater vehicles, Proc. CAMS ‘07, IFAC Conference on Control Applicationsin Marine Systems. CD-ROM : September 19-21, 2007