Abschlussbericht Master 360 - Multisensorsystem zur Automation von Helikoptern und zur sicheren Integration von UAS in den Luftverkehr mit 360° Abdeckung

Abstract

Die Zielsetzung im Projekt "Master 360 - Multisensorsystem zur Automation von Helikoptern und zur sicheren Integration von UAS in den Luftverkehr mit 360° Abdeckung" war die sichere Integration von unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) und Lufttaxis (UAM) in das Luftverkehrstransportsystem. Das umfasst Technologieentwicklungen und -demonstrationen für miniaturisierte Informationsaustausch und Erkennungstechnologien für andere nichtkooperative Luftverkehrsteilnehmer (DAA). Parallel wurde ein System zum automatischen Starten und Landen für Helikopter implementiert und demonstriert.

Seitens des DLRs wurde ein Bahnplanungsalgorithmus sowie eine Sensordatenfusion designt und implementiert. Der Bahnplanungsalgorithmus berücksichtigt die von der Sensordatenfusion bereitgestellte Hinderniskulisse, die kinematischen Randbedingungen des Luftfahrzeugs und die Sensorabdeckung. Nutzung der Algorithmen ermöglicht die Planung von Anflug und Landung bzw. von Start und Abflug. Werden während des Fluges neue Hindernisse detektiert, werden diese erfasst und die geplante Bahn wird ggf. angepasst. Das Bahnplanungssystem wurde in den Simulatoren von DLR und von Airbus Helicopters integriert und getestet. Final wurde der Bahnplanungsalgorithmus auf dem Pioneer Lab, einem von Airbus Helicopters bereitgestellten Flugversuchsträger, integriert und in mehreren Iterationen getestet.

Ferner wurden im Rahmen von Hardware-in-the-Loop-Simulationen erfolgreich Multi-Intruder-Simulationen validiert. Für das UTM-System wurden auf Basis erweiterter Simulationen konkrete Radar-Reichweiten und Sensoranforderungen definiert sowie wirksame Ausweichstrategien abgeleitet, die jedoch eine multidirektionale Sensorabdeckung und präzisere regulatorische Well-Clear-Definitionen erfordern. Die gewonnenen Erkenntnisse liefern eine verifizierte Grundlage für die Standardisierung zukünftiger DAA-Systeme und unterstützen die Harmonisierung europäischer U-Space-Konzepte, wobei weitere praxisnahe Tests und regulatorische Anpassungen notwendig sind.

Durch die in Master360 durchgeführten Arbeiten konnten die Fähigkeiten des DLR, vor allem im Bereich Bahnplanung und Detect and Avoid weiter ausgebaut werden. Zudem konnten die entwickelten Algorithmen auf einer seriennahen Maschine demonstriert werden.