Project

Inhalt der Projektwerkstatt
Die Projektwerkstatt “IRD – Indoor Rescue Drone” beschäftigt sich mit der
Entwicklung von kleinen, innerhalb von Gebäuden betriebenen Luftfahrzeugen. Ziel
ist es, das Problem der Indoornavigation interdisziplinär zu lösen. Dazu wird eine
sehr enge Zusammenarbeit von Studierenden verschiedener Studienrichtungen
vorausgesetzt.
Die Studierenden können dabei ihr Fachwissen anwenden, vertiefen und natürlich
viele neue Aspekte anderer Fachrichtungen in der Interaktion und Kommunikation
vorantreiben. Im Mittelpunkt der Projektwerkstatt steht die Entwicklung eines
autonomen Navigationssystems in Räumen. Das Luftfahrzeug soll in der Lage sein,
einen Flugweg wiederholend abfliegen zu können. Weiterhin soll die Möglichkeit
bestehen, dass das Luftfahrzeug eine Karte der Umgebung erstellt und dann im Flug
diese Daten einem Computer zur Verfügung stellt. Dieses Konzept kann in
gefährlichen und menschenfeindlichen Umgebung eingesetzt werden. Ein solches
Projekt steht Studierenden der Studienrichtungen Verkehrswesen, Luft- und
Raumfahrttechnik, Elektrotechnik, Informatik, Maschinenbau, Physik und
Mechatronik offen. Ebenso richtet es sich an Studierende der Gesellschaftswissenschaften
wie z. B. Human Factor Engineering. Ziel ist es auch, die
psychologischen Aspekte eines solchen Geräts zu betrachten.
Zu erörternde Fragestellungen sind die Aufarbeitung des Userinterface für maximale
Benutzerfreundlichkeit. Dafür wird die Komplexität der Steuereinheit evaluiert und es
sollen folgende Fragen geklärt werden:
– Wie kann eine Sicherheitskraft mit dem Hilfsmittel umgehen?
– Wie sollte eine sinnvolle Kommunikation zwischen Sicherheitskräften und
verletzten Personen in einem Gebäude aufbauen sein?
– Wie ist dies psychologisch und physiologisch am wenigsten belastend?
Für die Bearbeitung dieser Probleme wird ein Transdisziplinärer Ansatz gewählt,
wobei Studierende der Geisteswissenschaften zusammen mit angehenden
Ingenieuer*innen die Aufgaben lösen. Eine beispielhafte Fragestellung wäre, wie
sinnvoll ein Videolink nicht nur von dem Luftfahrzeug aus dem Gebäude zu den
Rettungskräften herzustellen, sondern auch umgekehrt.

 

Ziele:
Entwicklung einer fliegenden Plattform, die folgende Aufgaben erfüllen kann:
● Autonome Indoorflugfähigkeit
● Videoübertragung an Bodenstation
● Kommunikation zwischen Helfern und Verletzten
● “Live” Berechnung eines 3D-Modells der Umgebung
● Übertragung von Aufnahmen einer Wärmebildkamera
● Einfaches und intuitives Userinterface

 

Umsetzung:

Für die Umsetzung der Rescue Drohne soll ein Multikopter als fliegende Plattform
verwendet werden. Dieser wird dafür so modifiziert, dass keine Personen gefährdet
werden können. Der Kopter soll mit einem drehbar gelagerten
Laser-Abstandssensor ausgestattet werden, um die Umgebung des Quadkopters auf
bis zu 40 m Entfernung abzuscannen. Es werden eine Wärmebildkamera und eine
Videokamera installiert, deren Fotos mit den Abstandsdaten des Lasers
synchronisiert zu einem 3D-Modell verarbeitet werden.
Das Videosignal einer weiteren Kamera wird direkt an die Bodenstation übertragen
und kann zur Steuerung der Drone genutzt werden. Der Abstand zu Wänden,
Decken und dem Boden wird daneben mit Ultraschallsensoren bestimmt, sodass die
Drone nicht mit Hindernissen kollidiert. Zur Orientierung der Drone soll außerdem
eine Art Indoor-GPS genutzt werden. Dieses wird im Moment am Institut für
Elektrotechnik im Rahmen einer Masterarbeit entwickelt und soll eine erste
Anwendung im Rahmen dieser Projektwerkstatt finden. Weitere Abschlussarbeiten
sollen im Rahmen der Projektwerkstatt am Fachgebiet geschrieben werden. Die
Bewegung über Grund wird durch einen Optical-Flow-Sensor erweitert, um die
Schwebeeigenschaften zu verbessern.
Zur Kommunikation zwischen Helfern und Verletzten soll eine Sprechverbindung zur
Verfügung gestellt werden. Darauf aufbauend soll getestet werden, ob eine
Videoübertragung mit Hilfe eines Beamers realisierbar und sinnvoll ist.