Faseroptischer Kontaktfühler zur Bestimmung der Relativbewegung zwischen Drohne und Messobjekt zur Bewegungskorrektur eines Nahbereich-3D-Inspektionslidars

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Kissinger
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 541029557

Drohnenbasierte Objektüberwachung z.B. von Brücken, Windrädern oder Flugzeugen, hat in den letzten Jahrzehnten eine rasante Entwicklung erfahren. Eine weitverbreitete Anwendung sind bildgebende Verfahren zur Inspektion von Beschädigungen. Quantitative Messungen, z.B. die Ermittlung der Beschädigungstiefe, sind hierbei jedoch wesentlich anspruchsvoller als rein qualitative Beobachtungen, werden jedoch immer wichtiger um z.B. um eindeutige Entscheidungen zur Grenzwerteinhaltung zu treffen. Erschwert werden quantitative, drohnenbasierte Messungen in Freiluftumgebungen insbesondere durch häufig auftretende Quereinflüsse, z.B. störende Windbewegungen oder Messobjektvibrationen. Das vorgeschlagene Projekt versucht zu diesem Themenbereich einen Beitrag zu leisten, indem es eine neuartige Lösung für das Problem der direkten Messung von relativen Positions- und Orientierungsänderungen zwischen einem zu inspizierenden Objekt, z.B. einem Windradflügel, und einer in der Nähe des Objektes fliegenden Messdrohne untersucht. Dies soll auf Basis eines faseroptischen Fühlers erfolgen, welcher über die Messdauer hinweg mit dem Messobjekt über einen Gummifuß in Kontakt bleibt und die Relativbewegung zwischen Messobjekt und Drohne direkt unter Verwendung der Methode der faseroptischen Formmessung ermittelt. Im Gegensatz zu alternativen Verfahren, z.B. auf Basis drohnenintegrierter Inertialsensoren, kann hierbei auch die Bewegung/Vibration des Messobjektes mit in die Bewegungskorrektur miteinfließen und Messunsicherheiten durch Integrationsdrift vermieden werden. Die daraus gewonnen Informationen können zur Korrektur von Störbewegungen eingesetzt und die Messdaten dann direkt im Koordinatensystem des Messobjektes registriert werden. In dem vorgeschlagenen Projekt soll diese Technologie in einer beispielhaften Anwendung zur 3D-Bildstabilisierung eines Nahbereichs-Inspektionslidars eingesetzt werden, und die dadurch erzielbare Verbesserung der Messqualität detailliert analysiert und durch das Aufstellen eines metrologisches Unsicherheitsmodell quantifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2433: Messtechnik auf fliegenden Plattformen