Unbemannte Wasserfahrzeuge

Der Prototyp der Wasserdrohne wurde von uns selbst gebaut und dient im Pontonboot-Projekt als  Trägerfahrzeug für Sensoren, die zur Umwelterkennung Über- und Unterwasser dienen. Mittels eines  Mehrstrahl-Sonarsensors und einem hochgenauen GPS, sollen Befahrbarkeitsinformationen in unbekannten Gewässern gewonnen werden, die dann später für andere Wasserfahrzeuge wie z.B. dem Pontonboot eingesetzt werden können, um autonomes Fahren zu ermöglichen oder den Fahrer zu unterstützen. Die Wasserdrohne wird durch einen Außenbordmotor angetrieben, der mit einem Motorregler auf einem eingebetteten Rechner betrieben wird. Die Lenkung wird über einen starken Servo realisiert, der ebenfalls durch diesen Rechner angesteuert wird. Über diesen steht außerdem eine finroc Schnittstelle zur Verfügung, wodurch die Drohne auch für Tests bereits entwickelter Software zur autonomen Fahrt auf dem Wasser zur Verfügung steht. Somit ist es beispielsweise möglich, noch bevor das Pontonboot final zur Verfügung steht, erste Tests der Software durchzuführen. Durch seine geringe Größe von 1,4m x 1,1m x 0,75m (LxBxH) und einem Gewicht von ca. 25 kg ist es einfach zu transportieren und für kurzfristige Tests bestens geeignet.

Ähnlich zum Prototyp der Wasserdrohne soll diese Drohne auch als Trägerfahrzeug für den Mehrstrahl-Sonarsensor im Pontonboot-Projekt dienen. Diese Drohne ist ca. 3mx1,6mx1,2m (LxBxH) groß und wiegt etwa 270 kg. Die Drohne ist sehr stabil gebaut und verfügt über leistungsstarke Motoren, wodurch sie bestens für raue Bedingungen geeignet ist, wie sie beispielsweise bei einer Überschwemmung vorkommen. Die Drohne kann per Fernsteuerung und einem Livebild der Kamera gefahren werden. Zudem besteht auch die Möglichkeit, GPS-Punkte abzufahren. Mit Hilfe eines Mehrstrahl-Sonarsensors und einem hochgenauen GPS, wird die Drohne eingesetzt um Befahrbarkeitsinformationen in unbekanntem Gewässer wie dies z.B. bei einer Hochwasserkatastrophe der Fall ist, zu gewinnen. Das Sonarsystem kann dabei über eine spezielle Vorrichtung an der Drohne ins Wasser gelassen werden und bei z.B. niedrigem Wasserstand wieder in eine ungefährliche Position gefahren werden. Die gewonnenen Befahrbarkeitsinformationen werden live an das Pontonboot übertragen, wodurch dieses autonom fahren kann bzw. der Fahrer unterstützt wird.

Das Pontonboot ist ein multifunktionales Boot, dass zum Beispiel bei Überschwemmungskatastrophen zum Einsatz kommt. Es ist modular und kann in verschiedenen Varianten aufgebaut werden, wodurch es für verschiedenste Aufgaben geeignet ist. Das Pontonboot eignet sich beispielsweise für den Transport von Menschen, Tieren, Nahrungsmittel und Fahrzeugen, sowie als Arbeitsplattform für Rettungskräfte und den Bau einer provisorischen Brücke. Das Boot wurde von GDELS-Bridge Systems in Kaiserslautern entwickelt und ein erster Prototyp befindet sich aktuell in der Fertigung. Zukünftig soll es über Autonomiefunktionen verfügen, die hier am Lehrstuhl entwickelt werden. Hierzu zählen beispielsweise die autonome Fahrt des Bootes auf einer vorgegebenen Strecke sowie das automatische Umfahren von Hindernissen. Um dies realisieren zu können, kommt eine Wasserdrohne zum Einsatz, die mit Hilfe eines Mehrstrahl-Sonarsensors und einem hochgenauen GPS Befahrbarkeitsinformationen sammelt und diese als Befahrbarkeitskarte an das Pontonboot live übermittelt. Diese Befahrbarkeitsinformationen sind sehr wichtig, da das Pontonboot häufig in unbekanntem Gewässer mit möglichen Hindernissen, wie z.B. einer Überschwemmungskatastrophe zum Einsatz kommt. Um auch auf dynamische Hindernisse unter Wasser reagieren zu können, kommt hier ein rotierendes Einstrahl-Sonar zum Einsatz. Treibgut auf der Wasseroberfläche wird mit Hilfe von Laserscannern und Stereokameras detektiert, klassifiziert und bei Bedarf umfahren.