Der Laborbereich Flugrobotik ist eines der vielen spannenden Labore der Hochschule Esslingen. Am Standort Stadtmitte angesiedelt, ist er Teil des Virtual Automation Lab, ein Forschungsinstitut der Fakultät Maschinen und Systeme.
Die Vision: Die Produktion der Zukunft
Im VAL dreht sich alles um die Produktion der Zukunft. Ziel ist es, autonome Indoor-Flugroboter und Methoden für deren Betrieb in einer innovativen und hochflexiblen Smart Factory der Zukunft zu entwickeln. Jonas Schmiegel ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Flugrobotik und präsentiert die Schwerpunkte der Arbeit in einem Video.
Bei der Indoor-Flugrobotik ergeben sich einige spezielle Herausforderungen:
- Hohes Gefahrenpotential und Sicherheitsrisiko durch Kollisionen in dynamischen Umgebungen mit Menschen erfordern Strategien und performante Methoden zur Kollisionsvermeidung
- Lokalisierung in Produktionsumgebungen erfordern zuverlässige und präzise Messmethoden
- Hohe Dynamik in kleinen Räumen erfordert hochpräzise Bahnregelungs- und Bahnsteuerungsmethoden
- Begrenzte Batterielaufzeiten erfordern ein effizientes Energiemanagement und automatisierte Batteriewechseleinrichtungen
Forschungsprojekte: FlexDrones und Teilprojekt im DFG-Forschungsimpuls Smart Factory Grids
Das Forschungsprojekt FlexDrones konzentriert sich auf die Entwicklung einer innovativen Landeplattform und eines Lastenträgers für Flugroboter, um deren Einsatzmöglichkeiten flexibler und effizienter zu gestalten. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die nahtlose Verbindung von zentralen Systemkomponenten gelegt, um innovative Einsatzmöglichkeiten zu schaffen. Hierdurch wird nicht nur der Betrieb optimiert, sondern auch längere Einsatzzeiten ermöglicht.
Im Rahmen des Smart Factory Grid Forschungsimpulses der DFG wird die Entwicklung eines flexiblen Materialflusses für die Produktion der Zukunft erforscht. Dabei stehen Themen wie die Aufgabenplanung sowie die Interaktion zwischen Mensch und Drohne im Fokus.
Ausstattung: Roboterzelle als Testbed für Flugroboter
Für die Forschung stehen mehrere Bauarten von Drohnen zur Verfügung, die in einer abgesicherten Flugzelle eingesetzt werden. Die Positionserfassung erfolgt über zehn Vicon-Motion-Tracking-Kameras, die die Roboterzelle komplett ausleuchten und mit einer Genauigkeit von ca. 1 mm und einer Abtastung von 330 Messungen pro Sekunde eine präzise Lokalisierung, Steuerung und Regelung der Drohnen ermöglicht.
Lern- und Forschungsmöglichkeiten für Studierende
Studierende des Maschinenbaus, der Automatisierungstechnik und der Informationstechnik finden am VAL vielfältige Gelegenheiten für spannende Projekt- und Abschlussarbeiten. Zudem werden im Lehrmodul Robotersysteme anhand von Laborübungen praktische Einblicke in die autonome (Flug-)Robotik gegeben.
Das Team hinter den Drohnen
Das Team des VAL besteht aus mehreren wissenschaftlichen Mitarbeitern und Doktoranden unter der Betreuung von Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck. Hauptansprechpartner für die Forschung im Themenfeld Flugrobotik sind die beiden Doktoranden Jonas Schmiegel und Christian Hert, die hier ihren Schwerpunkt haben.
