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Steuerungs- und Kommunikationssystem für UAVs

Das Smart Robotic Systems Erweiterungssystem (SKIDER) für unbemannte Fluggeräte entfaltet seine Fähigkeiten dort, wo bestehende Systeme an ihre Grenzen stoßen.
SKIDER ermöglicht eine ideale Abstimmung der Steuerung des Fluggerätes auf die geplante Aufgabe sowie eine zielgerichtete Datenakquise. Die Eigenschaften des Fluggerätes werden optimal mit den anwendungsspezifischen Sensoren kombiniert, wodurch die Effektivität des Systems maximiert wird.
SKIDER bindet beliebige Sensorsysteme nahtlos sein, ermöglicht wegpunktbezogene Sensorsteuerung, Georeferenzierung gewonnener Daten sowie Echtzeitübertragung zur Bodenstation.
SKIDER ermöglicht über offene Schnittstellen die maßgeschneiderte Integration von unbemannten Flugsystemen in beliebige Anwendungsprozesse.

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Smart Drone Interfaces

Unbemannte Fluggeräte sind aus vielen Anwendungsbereichen nicht mehr wegzudenken. Aktuell ist das Potential möglicher Anwendungen allerdings nicht ansatzweise ausgeschöpft. Aufgrund des hohen Integrationsaufwands ergeben sich für spezielle Anwendungen Insellösungen, bei denen ausgewählte Fluggerätehersteller eine kleine Zahl möglicher Sensoren in ihre Fluggeräte integrieren. Dabei bleibt viel Anwendungspotential ungenutzt.

Gleichzeitig adressieren bisherige Lösungen sichere und redundante Datenfernübertragung nur unzureichend. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn sensible Nutz- und Steuerdaten übertragen werden. Auch der kontextsensitive Einsatz der Nutzlast in Kombination mit hohem Automatisierungsgrad zur Effizienzsteigerung wird bisher wenig umgesetzt.

Abb.1 verdeutlich die aktuelle Situation auf dem Markt und zeigt die technologische Lücke auf, die aktuelle Systeme davon abhält ihr volles Potential zu entfalten.

technologygap Abb. 1: Insellösungen und technologische Lücke, die aktuelle Systeme davon abhalten ihr volles Potential zu entfalten

Ziel von SKIDER ist es, die Versatilität und Einsetzbarkeit von unbemannten Fluggeräten zu erhöhen. Dabei verfolgen wir den Ansatz herstellerunabhängig hinsichtlich des Fluggeräts und der Nutzlast zu sein.

Das SKIDER Steuerungs- und Kommunikationssystem für unbemannte Fluggeräte erfüllt drei wesentliche Aufgaben:

  1. Nutzlast und einsatzbezogene Steuerung des Fluggeräts
  2. Anbindung und Steuerung der Nutzlast Sensorik
  3. Redundante und sichere Datenkommunikation für Steuer- und Nutzdaten

SKIDER stellt dabei Schnittstellen zum Fluggerät, zur Nutzlast und zur Datenkommunikation bereit und schließt die technologische Lücke (vgl. Abb. 2). SKIDER agiert als Bindeglied zwischen Fluggeräteherstellern, Sensorherstellern und Anwendern. Zusätzlich bringt SKIDER ein eigenes innovatives Kommunikationssystem mit, welches technologieunabhängig Steuer- und Nutzlastdaten verschlüsselt und redundant überträgt. Durch die direkte Anbindung an das Fluggerät und die Nutzlast ist SKIDER in der Lage, gewonnen Daten bereits in der Luft zu verarbeiten und ggf. Flugpfade während des Flugs zu optimieren. Dadurch entsteht ein hoher Automatisierungsgrad mit verringerter Arbeitslast für den Steuerer.

grafik Abb. 2: SKIDER schließt die technologische Lücke zwischen UAV-Herstellern, Sensorherstellern und Anwendernm, um anwendungsspezifische Lösungen zu ermöglichen

Die vielfältigen Schnittstellen ermöglichen es, ideale Sensor- und Fluggerätkombinationen für unterschiedlichste Einsatzgebiete zusammenzustellen. Abb. 3 zeigt einige ausgewählte Beispiele, die wir bereits erfolgreich umgesetzt haben.

grafik Abb. 3: SKIDER kombiniert schon heute eine Vielzahl von unterschiedlichen Fluggeräten und Nutzlasten für optimale Einsatzbedingungen.

Systemkomponenten

SKIDER-Air als Hard- und Softwarekomponente für das Fluggerät umfasst

  • Steuerungs- und Planungssoftware
  • Kommunikationshard- und software
  • Schnittstellen zu 90 % aller Fluggeräte
  • Schnittstellen zu 10 unterschiedlichen Sensortypen
Abb. 4: SKIDER-Air - Die Hard- und Softwarekomponente für das Fluggerät
Skider Air

SKIDER-Ground ist das Gegenstück zu SKIDER-Air und enthält

  • Kognitive Planungsalgorithmen für die Einsatzsteuerung
  • Vorverarbeitung der gewonnenen Daten
  • Redundante und Ende-zu-Ende Verschlüsselte MultLink Kommunikation
Abb. 5: SKIDER-Ground als Gegenstück zu SKIDER-Air auf dem Boden
Skider Ground

SKIDER-UI ist das intuitive Steuer- und Planungswerkzeug

  • Moderne Benutzerschnittstelle für iOS, Android, Windows und Linux
  • Individuelles Branding durch Hersteller (F&E Dienstleister)
Abb. 6: SKIDER kombiniert schon heute eine Vielzahl von unterschiedlichen Fluggeräten und Nutzlasten für optimale Einsatzbedingungen.
Skider UI

SKIDER-Comm ist das redundante und sichere Kommunikationssystem

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf dem SKIDER Kommunikationssystem. Das SKIDER Kommunikationssystem arbeitet mit beliebig vielen Kommunikationstechnologien zusammen und setzt durch unseren hocheffizienten Multi-Link Scheduler neue Maßstäbe in punkto Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Datenrate und Reichweite. Als Basis kommen lizenzfreie Funktechnologien im 868 MHz, 2,4 GHz und 5 GHz Bereich zum Einsatz. Optional kann auf 4G Mobilfunktechnologien oder spezielle Funkübertragungssysteme zurückgegriffen werden. Der Multi-Link Scheduler bewertet kontinuierlich die Verbindungsgüte jedes einzelnen Funkkanals und entscheidet auf Paketebene welches Übertragungsmedium und welche Übertragungsart am geeignetsten ist.

Leistungsbestandteile

  • Einfache Bedienung

    Intuitive Bedienung über berührungssensitive Eingabegeräte für Operator und Pilot

  • Nahtlose Integration

    Fluggerät, Nutzlast und Steuerung werden ideal in Ihren Arbeitsprozess integriert

  • Redundante
    Datenverbindungen

    Parallele Datenverbindungen garantieren zuverlässigen und hochdatenratigen Datenaustausch

  • Verschlüsselte
    Kommunikation

    Verschlüsselter Datenverkehr bietet maximalen Schutz vor Missbrauch und garantiert Datenschutz

  • Standard Datenformate

    Bereitstellung georeferenzierter Daten in Standard Datenformaten (z.B. STANAG 4609, GeoTiff) ermöglichen die direkte Weiterverarbeitung

  • Hoher
    Automatisierungsgrad

    Arbeitsentlastung, Präzision und zusätzliche Sicherheit werden durch automatisierte Wegpunktplanung, Kollisionsvermeidung und Autolanding ermöglicht

  • Erweiterbar

    Über offene Schnittstellen können neue Sensoren angebunden und weitere Aufgabenfelder abgedeckt werden, ohne die Systemintegrität zu gefährden

  • Wissenschaftlich
    fundierte Technologien

    Steuerungs-, Mobilitäts- und Kommunikationskonzepte sind die Ergebnisse mehrjähriger Forschungsarbeiten

Wir freuen uns auf Ihren Anruf!

Dr. Niklas Goddemeier

Tel. 0231 98949061

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Sebastian Rohde

Tel. 0231 98949062

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