Cognitive Automated Sensor Integrated Unmanned Mission System

UAV Einsatz- und Führungsplanung aus dem Cockpit

Projektbeschreibung

In CASIMUS werden zukünftige Hubschraubertechnologien untersucht. Der Forschungsschwerpunkt liegt hierbei auf der Kooperation bemannter und unbemannter Luftfahrzeuge (Drohnen/UAVs) in sogenannten Manned-Unmanned-Teaming (MUM-T) Konfigurationen. Solche Kooperationsansätze werden am Institut entwickelt und gemeinsam mit Piloten der Bundeswehr im institutseigenen Hubschrauber-Missionssimulator erprobt. Teilfähigkeiten werden auf UAV-Demonstratoren im Realflug gezeigt.

Projektbeschreibung

Untersuchungsschwerpunkte des Projekts:

Mixed-Initiative-Missionsplanung

Die Komplexität des Missionsplans und der Durchführung wird durch die Anforderung bis zu vier Luftfahrzeuge gleichzeitig zu kommandieren stark erhöht. Deshalb erhält der Pilot beim Missionsmanagement Unterstützung durch ein Mixed-Initiative-Planungssystem. Dieses unterbreitet Vorschläge und Hinweise zum aktuellen Missionsplan. Dabei sind vor allem Art, Zeitpunkt, Häufigkeit und Umfang der Assistenz interessante Forschungsthemen, die in Mensch-Maschine-Experimenten untersucht werden.

Variable Automationsgrade im UAV-Missionsmanagement

Die hohe Missionskomplexität wird ebenfalls in der Kommandierung der UAVs sichtbar. Bisherige Ansätze zur Reduzierung der Arbeitsbelastung sehen vor allem eine Erhöhung der Automation an Bord der UAVs, beispielsweise in Form von auftragsbasierter Führung, vor. Hierbei gibt der Mensch jedoch Kontrolle an die Maschine ab, was sich in manchen Situationen als nachteilig erweisen kann. Mit variablen Automationsgraden lässt sich ein Gleichgewicht zwischen Arbeitsbelastung und Kontrolle einstellen und je nach Situation anpassen. Die Schaffung einer dafür geeigneten kognitiven Architektur, sowie die Untersuchung der dabei auftretenden Probleme und die geeignete Integration von variablen Automationsgraden sind hier Forschungsschwerpunkte.

Multi-UAV-Kooperation

Durch eine Gruppierung mehrere UAVs zu einem Team kann die Arbeitsbelastung des Piloten reduziert werden. Bei dieser Art der Kooperation verteilen die Luftfahrzeuge erteilte Aufgaben selbständig untereinander, um die Gesamtleistung zu erhöhen. Forschungsthemen sind dabei die Steigerung der Missionsleistung durch Kooperation, mögliche Arten der Kooperation, sowie Einflussmöglichkeiten des Piloten auf das Team.

Multi-UAV-Kooperation

Realflug

Das Projekt beinhaltet auch eine Steigerung des Technologiereifegrades der Automationsfunktionen. Dazu werden die kognitive Architektur und das Bedienkonzept auf Experimentalträger portiert und in Realflugversuchen evaluiert. Aufgrund seiner langen Flugzeit, der integrierten Sensorik und der einfachen Handhabbarkeit werden die Versuche mit dem X-8 Skywalker durchgeführt. Die institutseigene Bodenkontrollstation dient dabei als Operationszentrale.