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Projekt

ENTERN

Umgebungsmodellierung und Navigation für robotische Weltraum-Exploration

  • Laufzeit:

Das Projekt Entern befasst sich mit robotischen Systemen für lunare und planetare Explorationsmissionen. Insbesondere werden dabei Technologien zur robusten autonomen Erkundung von Kratern und Höhlen im Kontext von Raumfahrtmissionen entwickelt. Derartige Umgebungen sind von besonderem wissenschaftlichen Interesse und stellen durch ihre geschützte Lage potentielle Standorte für zukünftige Infrastrukturen und Habitate dar.

Die Navigation in den genannten Umgebungen stellt besondere Anforderungen an die Methoden der Navigation und die mobilen Fähigkeiten robotischer Systeme. Inhalt des Projekts Entern ist die Entwicklung von Software- und Hardwarelösungen um existierende hochagile Explorationssysteme in diesen Umgebungen teil- und vollautonom betreiben zu können. Dabei werden die Themen Umweltmodellierung, Navigation sowie Operation und Kontrolle behandelt.

Das Anwendungsszenario befasst sich mit der Navigation zu interessanten geographischen Stellen wie Höhlen oder Kratern mit Hilfe von Luftbildern oder Aufnahmen eines Orbiters. Um das komplexe und steile Gelände an diesen Orten zu überwinden, werden genaue physikalische Simulationen des Systems in Umweltrepräsentationen eingesetzt, die auf dem System erzeugt wurden. Durch eine einheitliche Repräsentation des Umweltmodells für Simulation und Robotersystem kann eine Lösung der Situation sowohl in einer interaktiven Weise mit Hilfe eines Operators als auch durch autonome Durchführung der Simulation auf dem Robotersystem selbst erzeugt werden.

Die Entwicklung einer Umgebungsrepräsentation und benötigter Softwaretools sowie die Einbindung der Simulation zur on-board-Ausführung sind wesentlicher Kernbestandteil der Arbeiten. Weiterhin werden die Einbindung einer Kontrollstation und die relevanten Aspekte wie Überwachung der Kommunikation und asynchrones Missionsmanagement in Bezug auf das Zielszenario betrachtet. Der Navigationsaspekt spielt dabei eine weitere wichtige Rolle. So wird in dem Projekt speziell auf die Schwierigkeiten bei der Navigation von Kratern und Höhlen eingegangen. Die Kartierung wird durch die Nutzung von künstlichen Landmarken gestützt, und die erzeugten Daten können in existierenden Geoinformationssystemen referenziert werden.

Die im Projekt entwickelten Verfahren werden an den existierenden Systemen Asguard sowie CREX evaluiert. Die Systeme werden den Aufgaben entsprechend in Hard- und Software angepasst.

Partner

Universität Bremen

Fördergeber

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Publikationen zum Projekt

Raúl Domínguez; Sascha Arnold; Christoph Hertzberg; Arne Böckmann

In: Automation and Robotics Proceedings of the 15th International Conference on Informatics in Control (Hrsg.). ICINCO 2018. International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics (ICINCO-2018), 15th, July 29-31, Porto, Portugal, Pages 144-155, Vol. 2, ISBN 978-989-758-321-6, SCITEPRESS, 7/2018.

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Javier Hidalgo Carrió

PhD-Thesis, Universität Bremen, 2018.

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Janosch Machowinski; Arne Böckmann; Sascha Arnold; Christoph Hertzberg; Steffen Planthaber

In: International Conference on Robotics and Automation. IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), May 29, Singapore, Singapore, IEEE, 5/2017.

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