Förderprojekt AMIIGO

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Automatische Multikopter-basierte Indoor-Inspektion großer Oberflächen

 

Motivation

Für den Personenverkehr der Luftfahrtindustrie ist die regelmäßige Inspektion von Flugzeugrumpf und -tragflächen auf Schadstellen nach Blitzschlägen obligatorisch. Nach derzeitigem Stand der Technik wird diese Inspektion im Rahmen einer Sichtprüfung durch Fachpersonal durchgeführt. Um die bis zu ca. 4.400 m² Flugzeugoberfläche sichten zu können, werden unter anderem Kräne, Seilwinden oder Hebevorrichtungen verwendet. Die Inspektion ist mit einem gewissen Sicherheitsrisiko behaftet und infolge der erforderlichen Personalkosten und langen Standzeiten der Flugzeuge mit hohem finanziellem Aufwand verbunden.

 

Projektziele und Methoden

Zur Erhöhung des Automatisierungsgrades des Inspektionsprozesses wird innerhalb des Forschungsvorhabens AMIIGO (Automatische, Multikopter-basierte Indoor-Inspektion großer Oberflächen) ein Gesamptkonzept erarbeitet, bei der ein mit entsprechender optischer Sensorik ausgestatteter Multikopter das zu inspizierende Flugzeug automatisiert abfliegt und unter Verwendung geeigneter Kameratechnik die Flugzeugoberfläche digitalisiert. Die am Institut für Regelungstechnik (IRT) durchgeführten Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten umfassen dabei die automatisierte Pfadfindung und Trajektoriengenerierung sowie die Entwicklung geeigneter Regelungskonzepte, mit deren Hilfe das zu inspizierende Bauteil autonom abgeflogen werden kann. Ein weiterer am IRT bearbeiteter projektbezogener Forschungsschwerpunkt liegt in der hochgenauen und robusten Indoor-Lokalisierung mit Hilfe des iGPS Systems der Firma Nikon. Um Robustheit gegenüber kurzzeitigen Ausfällen des iGPS sicherzustellen und die inhärente Totzeit des Messsystems zu kompensieren, wird am IRT eine Sensorfusion entwickelt und implementiert, die gewährleistet, dass auch bei dynamischen Flugmanövern des Multikopters stets akkurate und hochfrequente Positionsdaten vorliegen. Darüber hinaus liegt ein weiterer Forschungsschwerpunkt des IRT in der LiDAR-basierten Objekterkennung und Trajektorienumplanung zur Realisierung einer Kollisionsvermeidung als Onboard-Sicherheitskonzept für den autonomen Flug.

 

Innovationen und Perspektiven

Urheberrecht: © BMWi

Bei dem Projekt handelt es sich um ein Gemeinschaftsvorhaben des Instituts für Regelungstechnik und des Werkzeugmaschinenlabors der RWTH Aachen University, die mit entsprechenden Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkten zur Realisierung des Gesamtziels beitragen. Die im Zuge dieser Forschung am IRT entwickelten innovativen Lösungen zur hochgenauen und robusten Indoor-Lokalisierung, zur Pfadplanung und Trajektoriengenerierung, zur Flugregelung sowie zur LiDAR-basierten Objekterkennung und Kollisionsvermeidung sind wegbereitend für multikopterbasierte Automatisierungslösungen für Inspektionsaufgaben beispielsweise zur Kontrolle großflächiger Bauteile.

 

Projektpartner	Assoziierte Partner
RWTH Aachen, WZL - Werkzeugmaschinenlabor: Messtechnik, Automatisierte Fehlstellenerkennung und -Verortung RWTH Aachen, IRT - Institut für Regelungstechnik: Robuste Indoor-Lokalisierung, Hinderniserkennung, Trajektoriengenerierung, Flugregelung	Lufthansa Technik Nikon SCISYS Spectair Group i3ac Faserinstitut Fibre Bremen apodius Five Robots GmbH Automated Precision