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SPP 2433:  Messtechnik auf fliegenden Plattformen

Fachliche Zuordnung Informatik, System- und Elektrotechnik
Maschinenbau und Produktionstechnik
Physik
Förderung Förderung seit 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520857514
 
Während Drohnen als hochgradig mobile, weil fliegende Plattformen mit Kameras seit geraumer Zeit verfügbar sind, bedeutet ihre Nutzung als fliegende Messplattform einen Paradigmenwechsel. Denn: Bisher werden eher qualitative Informationen insbesondere auch mit künstlicher Intelligenz aus den Bilddaten extrahiert, während es kaum quantitative Messungen mit Messunsicherheiten gibt. Wenn aber z. B. eine Aussage über die Tragkraft einer beschädigten Brücke oder die strukturelle Integrität des Rotorblatts einer Windenergieanlage benötigt wird, so können nur Messwerte mit Unsicherheitsangaben zu einer verlässlichen Aussage führen. Über qualitative Messaufgaben hinausgehend gilt es daher, (Mess-)Größen mit einer zugeordneten Messunsicherheit zu quantifizieren, um ein vollständiges Messergebnis zu erhalten. Bei den Prinzipien sollen über rein passive Kamerasysteme hinausgehende, beispielsweise aktive Messverfahren (z.B. laseroptische, akustische oder thermische Anregung und Radiowellen- oder Laserabtastung) nutzbar gemacht oder neue, auf lokal messenden Sensorsystemen basierende Messverfahren untersucht werden. Außerdem sollen Umwelt- und Drohneneinflüsse auf das Messergebnis sowie Korrektionsmethoden erforscht werden. Die diesbezügliche Eignung bestehender Sensorkonzepte soll untersucht und konkrete Fortschritte bei der Sensorminiaturisierung und der Minimierung des Energie- bzw. Leistungsbedarfs verfolgt werden. Im Bereich der Signalverarbeitung sollen Fortschritte bei einer energieärmeren Messdatenauswertung und -übertragung sowie energiebewussteren Signalverarbeitungsmethoden und Kommunikationskonzepten angestrebt werden. Schließlich ist das zentrale Ziel des SPP, die mit den drohnenbasierten Sensor- und Messsystemen erreichbare Messgüte und deren Abhängigkeit von den Quereinflüssen und den verwendeten Ressourcen Raum, Gewicht, Energie und Zeit zu klären. Außerdem soll eine diesbezüglich vergleichbare Bewertung der Messfähigkeiten, aufbauend auf dem internationalen "Guide to the expression of uncertainty in measurement" (GUM), projektübergreifend realisiert werden. Zusammenfassend sollen das noch nicht ausgeschöpfte messtechnische Potential und die Grenzen mobiler, drohnenbasierter Messsysteme verstanden werden. Dabei werden neuartige Messprinzipien und -methoden, Sensorik sowie Signalverarbeitungs- und Kommunikationslösungen in Kombination mit der Analyse der spezifischen Messunsicherheitseinflüsse für die Messungen mit fliegenden Plattformen erforscht. Durch die Zusammenführung der individuellen Arbeiten in den Projekten sowie die projektübergreifende Zusammenarbeit im Schwerpunktprogramm sollen die Grundlagen für ein neues Paradigma geschaffen werden: Drohnen als fliegende Messplattformen für valide, quantitative Messungen mit einer Messunsicherheitsangabe. Die Messfähigkeiten sollen zusammen mit den zugrundeliegenden Forschungsdaten gemäß eines projekt-übergreifenden Standards dokumentiert werden.
DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug Australien, Finnland, Italien, Schweiz

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