Assistenzsystem zur auftragsbasierten Führung für den unbemannten Missionsausrüstungsträger (UMAT) Manching, 28. Mai 2015 Sébastien DUFLOT, ESG

Transkript

1 Assistenzsystem zur auftragsbasierten Führung für den unbemannten Missionsausrüstungsträger (UMAT) Manching, 28. Mai 2015 Sébastien DUFLOT, ESG

2 Agenda Unbemannter Missionsausrüstungsträger (UMAT) UMAT Operational Capability Level 2 (OCL2) Mission Management Computer - Auftragsbasierte Führung - Bahnplanung & Nutzlastplanung - Missionsdurchführung und -überwachung Live-Demonstration

3 Unbemannter Missionsausrüstungsträger (UMAT) unbemannter Experimentalträger zur beschleunigten Realisierung von F&T-Vorhaben gemeinsam finanziert durch Bundeswehr & ESG VTOL UAS besteht aus modifiziertem Luftfahrzeug, mehreren Datenlinks und Flexibler Mobiler Bodenkontrollstation (FlexMobBKS) basiert auf dem UAS UMS AERO Group R-350 redundante Datenlink- & Kontrollstationsarchitektur (STANAG 4586 kompatibel) Rotordurchmesser: max. Abfluggewicht: Nutzlast: Turbine: Treibstoff: Fluggeschwindigkeit: Dienstgipfelhöhe: Flugzeit: Missionsradius: 3.50 m 150 kg 35 kg 25 kw 60 L JetA1/JP-8 or Diesel km/h m ASL bis zu 4.0 h bis zu 120 km

4 Roadmap Aufbau UMAT Ziele Ausbau UMAT OCL2: Entwicklung und Realisierung einer Versuchsumgebung für das Missionsmanagement unter Berücksichtigung der Flugsicherheit

5 OCL2 Systemarchitektur MAT (Missions-Ausrüstungs-Träger) UMAT Manned-Unmanned Teaming Kontrollstation UMAT Basis Luft experimental User Interface (eui) experimental Mission Management Computer (emmc) Monitoring & Disabling Layer (MDL) UMAT Basis Boden nicht qualifiziert ESG-intern qualifiziert FlexMobBKS

6 Auftragsbasierte Führung (1/2) Vorgabe von Aufträgen auf einem hohen Abstraktionsgrad (z.b. Punktaufklärung, Linienaufklärung, Flächenaufklärung) Fokus auf Nutzlasteinsatz (z.b. Vorgabe von Sensorelevation und Sensorabstand Automatische Berechnung von Flughöhe und Trajektorie) Sensor Elevation pixel Breite (m)? Sensor Abstand

7 Punktaufklärung Vorgaben: - Aufzuklärender Punkt - Sensorelevation - Abstand zum Punkt - Fluggeschwindigkeit Aus Ein Nächster Auftrag Vorheriger Auftrag

8 Linienaufklärung Vorgaben: - Aufzuklärende Linie - ggf. Kurvenmanöver bei spitzen Winkeln - Sensorelevation - Abstand zum beobachteten Punkt - Fluggeschwindigkeit 2 Aus Nächster Auftrag 1 Ein Vorheriger Auftrag

9 Flächenaufklärung Vorgaben: - Aufzuklärende Fläche - Sensorelevation - Abstand zum beobachteten Punkt - Fluggeschwindigkeit Aus Ein Nächster Auftrag Vorheriger Auftrag

10 Auftragsbasierte Führung (2/2) Auftragsliste endet immer mit Return to Base 1. Auftrag A 2. Auftrag B 3. Return to Base A B

11 Unterschiedliche Auftragslisten FlexMobBKS UMAT experimental User Interface experimental Mission Management Computer UMAT Avionik Local Planned Active Finished Order 1 Order 2 Order 1 Order 2 Order 1 Order 2 Order 1 Order 2

12 Optimierung der Missionstrajektorie Optimierung der gesamten Missionstrajektorie durch: 1. Aufteilung in Abschnitte und Varianten 2. Bahnplanung für jede Abschnittsvariante 3. Auswahl der günstigsten Variantenkombination Auftrag 1 Auftrag 2 UMAT Variante A Variante A Basis Variante B Variante B = 12 Bahnplanungsaufgaben

13 Bahnplanung (1/5) Vermeidung von Hindernissen und Flugverbotszonen

14 Bahnplanung (2/5) Vermeidung von Gelände (inkl. vertikaler und lateraler Sicherheitsabstand)

15 Bahnplanung (3/5) Berücksichtigung von Datenlinkabschattung

16 Bahnplanung (4/5) Berücksichtigung von taktischen Bedrohungen

17 Bahnplanung (5/5) Berücksichtigung einer Begrenzung der Missionsflugzeit

18 Nutzlastplanung Definition von Payload Actions: - Einschalten vor einem Auftrag mit Sensorbedarf - Sensor ausrichten + Öffnungswinkel einstellen - Ausschalten nach dem Auftrag

19 Missionsdurchführung und -überwachung Automatische Ausführung des Nutzlastplans Automatische Aktualisierung des Missionsfortschrittes (z.b. abgeschlossene Aufträge) Darstellung von Flug- und Sensordaten in 2D-Karte Steigerung des Situationsbewusstseins durch 3D-Visualisierung in VBS2

20 Fazit & Ausblick Unterstützung des RPAS-Operateurs durch: - Auftragsbasierte Führung - Bahnplanung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Missionsdaten - Automatische Ausführung des Nutzlastplans - Automatische Aktualisierung des Missionsfortschrittes - 3D-Visualisierung in VBS2 Ausblick: - Flugversuche mit dem UMAT in Juli Nutzung bei F&T-Vorhaben zu Manned-Unmanned Teaming - Entwicklung dynamischer Auftragsplaner (z.b. automatisierte Wettererkundung)

21 Live-Demonstration