Autonomische Separation von kooperativen unbemannten Luftfahrzeugen

Aktuelle politische, regulatorische und industrielle Bestrebungen unterstreichen das Potenzial von unbemannten Luftfahrzeugen für den flächendeckenden Einsatz in fast allen Branchen. Dies wird in Bezug auf die gesellschaftliche Akzeptanz und die regulatorischen Bestrebungen nur möglich sein, wenn gleichzeitig mindestens ein gleichbleibendes Sicherheitsniveau für die Luftfahrt eingehalten werden kann. Ein wesentlicher Aspekt an dem heute noch geforscht wird, ist die sichere Integration von unbemannten Luftfahrzeugen in den Luftraum. Allein durch eine Festlegung von maximalen Flughöhen können Konfliktpotenziale nicht vollständig ausgeschlossen werden, da beispielsweise Hubschrauber regelmäßig in den untersten Lufträumen agieren. Daher war das Ziel dieser Arbeit, einen geeigneten Algorithmus zu implementieren und zu bewerten, der es ermöglicht, unbemannte Luftfahrzeuge automatisiert so im Luftraum zu führen, dass stets eine minimale Separation zu anderen Luftfahrtteilnehmern sichergestellt werden kann. Hierfür wurde nach einer anfänglichen Untersuchung bestehender Ansätze ein Algorithmus auf Basis von Geschwindigkeitshindernissen im Detail vorgestellt und umgesetzt. Für eine grundlegende Untersuchung der Eignung dieses Ansatzes wurden zunächst systematisch Simulationen durchgeführt. Hierbei wurde auf verschiedene Aspekte eingegangen, die bei einer realen Umsetzung beachtet werden müssen. So wurden Latenzen, Ortungsfehler, verschiedene Zeithorizonte und Besonderheiten bei der Separation gegenüber bemanntem Luftverkehr näher untersucht. Anschließend wurde ein Experimentalsystem umgesetzt, um den Ansatz in realistischen Szenarien zu erproben und somit die Praxistauglichkeit bewerten zu können. Mithilfe dieses Systems war es möglich, die vollständig automatisierte Separation gegenüber unbemannten und bemannten Luftfahrzeugen in der Praxis zu erproben und zu evaluieren. Somit konnte eine grundlegende Eignung des Ansatzes bewiesen und das zukünftige Entwicklungspotenzial des Systems dargestellt werden.