Autonomous Underwater Vehicle – AUV
Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS
Autonomous Underwater Vehicle – AUV
AUVs sind unbemannte, autonom agierende Unterwasserfahrzeuge. Sie sind kleiner und preiswerter als bemannte U-Boote und eignen sich für vielfältige Erkundungs- und Aufklärungsmissionen. Hierzu zählen z.B. das Erstellen bathymetrischer Karten sowie das Inspizieren von unterseeischen Kabeln und Pipelines. Aber auch für gefährliche Aufgaben wie das Aufspüren und die Abwehr von See-Minen werden AUVs eingesetzt.
Fraunhofer IAIS entwickelt im Auftrag der Bundeswehr (WTD 71) autonome Steuerungsverfahren für AUVs. Da Entwicklungstests mit realen AUVs sehr zeit- und kostenaufwendig sind, erstellt Fraunhofer IAIS eine dafür spezialisierte Simulationsumgebung »AUV-Framework«. Das AUV-Framework ist bereits bei der WTD 71 im Einsatz. Die Weiterentwicklung erfolgt bei Fraunhofer IAIS, um den wachsenden Kundenbedürfnissen gerecht zu werden.
AUV-Framework
Die Simulationsumgebung AUV-Framework erlaubt
- die Angabe und Veränderung der dynamischen Fahreigenschaften des AUVs
- die Spezifikation der Eigenschaften und Anordnung der Sensorik
- die Entwicklung von Verhaltensprogrammen (z.B. für die Hindernisvermeidung oder verschiedene Suchstrategien)
Der Benutzer kann eine solche AUV-Konfiguration evaluieren, indem er Experimente in simulierten Umgebungen, zum Beispiel in einem Hafen oder auf offener See mit starken Strömungen, durchführt. Der Evaluierungsprozess dient dazu, für eine bestimmte Aufgabenstellung aus den getesteten Fahreigenschaften, Sensor-Konfiguationen und Verhaltensprogrammen die am besten geeignete AUV-Konfiguration auszuwählen.
Die Verhaltensentwicklung basiert auf einem nutzerfreundlichen, modularen Ansatz und erlaubt so u.a. das Wiederverwenden bestehender Verhaltenskomponenten in verschiedenen Verhaltensprogrammen.
Von der Simulation zum realen AUV
Das AUV-Framework wird auch für die Simulation und Verhaltensentwicklung des AUVs »DAVID« eingesetzt, einem Produkt von Diehl BGT Defence. Ziel ist es, »DAVID« für autonome Erkundungs- und Aufklärungsfahrten zu befähigen. Hierfür wurde die Möglichkeit geschaffen, die in der Simulation erprobten Verhaltensprogramme auf einfache Weise auf das reale AUV zu übertragen und so für dessen Steuerung einzusetzen. Auf diese Weise lassen sich Erkenntnisse aus Simulation und Praxis miteinander verbinden.
Publikation
Kobialka, H.-U. and W. Nowak. High-level autonomy for autonomous underwater vehicles, Proc. CAMS ‘07, IFAC Conference on Control Applicationsin Marine Systems. CD-ROM : September 19-21, 2007
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