UAV Autonomie

UAV-Autonomy

Die Forschungen der Professur für Flugmechanik & Flugführung im Bereich der UAV-Autonomie gehen der Frage nach, wie höhere Automations- bzw. Autonomiegrade bei der Führung und dem Missionsmanagement von UAVs erreicht werden kann. Hierbei werden insbesondere Technologien untersucht und weiter entwickelt, die sich mit maschinellem Planen, Problemlösen und Entscheiden unter Einsatz sogenannter kognitiver Architekturen beschäftigen.

Autonomie soll in diesem Zusammenhang allerdings nie „volle Autonomie“ bedeuten, sondern es wird stets das Augenmerk auf die effiziente Zusammenarbeit zwischen dem menschlichen Operateur und der Automation gerichtet. Einer der wesentlichen Konzeptansätze in diesem Umfeld ist der der auftragsbasierten Führung von UAVs, bei der der Operateur der (kognitiven) Automation komplexe Aufgaben delegiert [Uhrmann & Schulte, 2011]. Diese sollen dann von der Automation innerhalb eines gegebenen Handlungsrahmens möglichst selbständig durchgeführt werden.

Im Umfeld der Multi-UAV-Führung untersucht die Professur kognitive Kooperation, die es ermöglicht, mehrere UAVs als Team zu führen [Meitinger & Schulte, 2007]. Die UAVs sind dank künstlicher Kognition in der Lage, sich untereinander zu koordinieren und Aufgaben auf der Basis von Kooperationszielen innerhalb des Teams selbständig zu verteilen.

Auf den mini-UAVs des Instituts werden entsprechende Funktionalitäten im Umfeld der UAV-Autonomie im Realflug erprobt. In diesem Zusammenhang ist auch das Konzept des „Knowledge Configured Vehicles – KCV“ zu nennen [Kriegel, Brüggenwirth & Schulte, 2011]. Hierbei wird das für das jeweilige Vehikel und seine konventionellen Automationsfunktionen relevante Wissen der für die Missionsautonomie zuständigen Wissenkomponente in Form von abstrakten Fähigkeiten zur Verfügung gestellt.

 

Projekte

 

  • GARTEUR - Autonomy in UAVs (2004-2006)
  • MUM-T - Manned-unmanned Teaming (2007-2011)
  • CoopUAV - Multi UAV-Fighter Cooperation (2008-2013)

  • CoCAMPUS

  • ZertAP (2012-2014)

 

IFS Flight Test Season 2011

 

Knowledge Configured Vehicle

Auftragsbasierte Multi-UAV-Führung

                  

Veröffentlichungen

  • Johann Uhrmann & Axel Schulte. Task-based Guidance of Multiple UAV Using Cognitive Automation. In: The Third International Conference on Advanced Cognitive Technologies and Applications. COGNITIVE 2011. Rome, Italy. 25-30 September 2011.

  • Michael Kriegel, Stefan Brüggenwirth & Axel Schulte. Knowledge Configured Vehicle - A Layered Artificial Cognition Based Approach to Decoupling High Level UAV Mission Tasking from Vehicle Implementation Properties. In: AIAA Guidance, Navigation, and Control (GNC) Conference. Portland, Oregon. 8-11 August 2011.

  • Johann Uhrmann, Ruben Strenzke & Axel Schulte. Task-based Guidance of Multiple Detached Unmanned Sensor Platforms in Military Helicopter Operations. In: COGIS (COGnitive systems with Interactive Sensors). Crawley, UK. 22nd Nov 2010.

  • Johann Uhrmann, Ruben Strenzke & Axel Schulte. Human Supervisory Control of Multiple UAVs by use of Task Based Guidance. In: Second International Conference on Humans Operating Unmanned Systems. HUMOUS'10. Toulouse, France. 26-27 April 2010.

  • Michael Kriegel, Peter Stütz & Axel Schulte. Testbed Environment for Future UAV Automation Technologies. In: 2nd International Workshop on Aircraft Systems Technologies (AST 2009). Hamburg, Germany. March 26-27, 2009.

  • Gregor Jarasch & Axel Schulte. Satisfying integrity requirements for highly automated UAV systems by a systems engineering approach to cognitive automation. In: 27th Digital Avionics Systems Conference (DASC). St. Paul, Minnesota. 26-30 October 2008.

  • Claudia Meitinger. Kognitive Automation zur kooperativen UAV-Flugführung. Dissertation an der UniBwM. September 2008.

  • Claudia Meitinger & Axel Schulte. Onboard Artificial Cognition as Basis for Autonomous UAV Co-operation. In: GARTEUR AG FM-14 – Autonomy in UAVs. Technical Proceedings GARTEUR/TP-163. Group for Aeronautical Research and Technology in Europe. 6 July 2007.

  • Claudia Meitinger & Axel Schulte. Cognitive machine co-operation as basis for guidance of multiple UAVs.  NATO RTO HFM Symposium on Human Factors of Uninhabited Military Vehicles as Force Multipliers. Biarritz, France. 9th-11th October 2006.