Unbemannte Luftfahrzeuge bieten ein hohes Einsatzpotential für die automatisierte Durchführung
von Inventur- Inspektions- und Vermessungsprozessen und können Transportprozesse
flexibilisieren. Der übergeordnete Forschungsgegenstand dieser Dissertationsschrift ist daher
die Erforschung eines autonomen Flugrobotersystems (AFRS) für den Einsatz im Produktions- und
Logistikumfeld. Hierfür wird zunächst eine Gesamtsystemarchitektur für ein AFRS vorgestellt
welche den aus dem industriellen Anwendungsfeld entstehenden Anforderungen gerecht wird und die
zur Realisierung eines vollautomatisierten Flugbetriebs notwendigen Systemkomponenten
Fähigkeiten und Schnittstellen bietet. Zusätzlich werden Methoden zur präzisen
aufgabenangepassten Lokalisierung der autonomen Flugroboter (AFR) erforscht und
Redundanzanforderungen berücksichtigt. Den zweiten Forschungsgegenstand bildet die Entwicklung
eines geeigneten Luftraummanagement- und Routenplanungssystems. Unter Berücksichtigung des
dreidimensionalen Arbeitsraums und der vorherrschenden Platzverhältnisse sollen dabei unter
vorgegebenen Bedingungen optimale Flugpfade für die AFR bestimmt und gleichzeitig Kollisionen
während des fehlerfreien Flugs zuverlässig ausgeschlossen werden. Der dritte Teil der
vorliegenden Arbeit umfasst die Erforschung und Umsetzung einer umfassenden
Sicherheitsarchitektur für den Einsatz von AFR unter Berücksichtigung von Redundanz- und
Sicherheitsanforderungen. Der Fokus liegt dabei auf der Entwicklung einer Methode zur
Prädiktion Erkennung und Maskierung von Systemfehlern. Weiterhin wird eine Methode vorgestellt
die es ermöglicht während des Flugs Personen im Umfeld der AFR zu erkennen und das
Flugverhalten der AFR in geeigneter Weise anzupassen. Abschließend wird ein leistungsfähiges
AFRS umgesetzt und dieses anhand von umfassenden Simulationen sowie von Flugversuchen im
Laborumfeld und unter realen Anwendungsbedingungen evaluiert. Die Evaluationsergebnisse
validieren die theoretischen Forschungsinhalte und demonstrieren die Leistungsfähigkeit des
erforschten AFRS.
