Robotik: CANGURU — Diehl BGT Defence

Die ELROB 2008 war für das Diehl BGT Defence-Team eine großar­tige Gele­gen­heit, nicht nur mit dem Vertei­di­gungsmin­is­teri­um und dem Bun­de­samt für Wehrtech­nik und Beschaf­fung, son­dern auch mit mil­itärischen Nutzern und Fir­men sowie Uni­ver­sitäten und Insti­tuten in Kon­takt zu kom­men und über tech­nol­o­gis­che Lösun­gen ins­beson­dere über die Bedürfnisse der Nutzer eine Rück­mel­dung zu erhal­ten. Das ermöglicht dem jun­gen Team (seit Anfang 2007 auf dem Bere­ich „Autonomie“ tätig) den Forschungs- und Entwick­lungs­plan hin­sichtlich des „intel­li­gen­ten, mobilen Sol­date­nas­sis­ten­zsys­tems“ wie dem präsen­tierten CANGURU auf die effizien­teste Weise anzu­passen. Das CAN­GU­RU-Fahrzeug ist intern sowie nation­al auch unter dem Namen MUSTANG MK I bekan­nt. Eine auf­gaben- und benutze­ror­i­en­tierte Umset­zung von anpass­baren autonomen Funk­tio­nen wurde bere­its ges­tartet und wird ein Schw­er­punkt für weit­ere Forschung und Entwick­lung sein. Ziele sind Stre­itkräfteschutz, Sicherung, Camp- und Kon­vois­chutz, MULE mit Trans­port, Esko­rtierung sowie regionale Aufk­lärung und „guard dog“ (Wach­hund) ‑Funk­tio­nen.

Das Diehl-Team hat­te die Möglichkeit während der ELROB 2008 unter realen Bedin­gun­gen eine Vielzahl von Dat­en zu sam­meln, das Sys­tem zu testen, seine Leis­tungs­fähigkeit zu über­prüfen und die weit­ere Entwick­lung auf­grund der erhal­te­nen Dat­en anzupassen.

Das Basis-Fahrzeug beruht auf ein­er kostengün­sti­gen, ziv­il serien­reifen, geeignet mod­i­fizierten Plat­tform und wiegt unge­fähr 350 kg bei ein­er Ladeka­paz­ität von 250 kg (weit­ere Spez­i­fika­tio­nen find­en Sie am Ende des Artikels). Es ist kom­plett dig­i­tal­isiert. Das Assis­ten­zsys­tem ver­fügt über einen Hybrid-Antrieb für Langstrecken­op­er­a­tio­nen (200 km / 6–10 Stun­den) sowie für den geräuschlosen Betrieb. Ver­schiedene Änderun­gen und Mod­i­fika­tio­nen wur­den durchge­führt, um dem Demon­stra­tor ein mil­itärisches Fahrw­erk und weit­ere robuste Funk­tio­nen zur Ver­fü­gung zu stellen und somit die Fähigkeit­en in einem unstruk­turi­erten Umfeld zu demonstrieren.

Die Funk­tio­nen des Kern­sys­tems (Dri­ve-By-Wire und Fernbe­di­enung) bein­hal­ten einen Micro­con­troller-Board­com­put­er. Dies führt beim „Ein­schal­ten“ zu ein­er sofor­ti­gen Betrieb­s­bere­itschaft und einem sehr robusten, sicheren Betrieb der Funk­tio­nen des Kern­sys­tems . Zusät­zlich ver­fügt das Sys­tem über zwei Mini-PC-Ein­heit­en, die die Nav­i­ga­tion­srech­nung und die visuelle Abtas­tung effek­tiv übernehmen. Ein­er der PCs ver­ar­beit­et die Dat­en des Laser­ent­fer­nungsmessers, der Ultra­schallsen­soren sowie des Kom­mu­nika­tion­ssys­tems (Kon­troll­sta­tion zu Robot­er und Robot­er zu Robot­er). Der andere PC ver­ar­beit­et die Dat­en eines Bodensen­sors, des GPS/INS und der CCD Kam­era für die „Folge-Funk­tio­nen“. Das Betrieb­ssys­tem ist Lin­ux basiert.

Zurzeit vere­inigt das Fahrzeug zwei autonome Modi, die schrit­tweise weit­er­en­twick­elt wer­den. Der erste Modus bein­hal­tet eine autonome Fol­ge­funk­tion (Fol­gen von Per­so­n­en, Jeeps, UGV usw.), während der zweite eine autonome Überwachung-/Aufk­lärungs­funk­tion bein­hal­tet, die auf vordefinierten Weg­punk­ten basiert.

Nach Pla­nung der Auf­gaben bzw. Mis­sion mit Hil­fe des graphis­chen Benutzer­in­ter­faces ist das Sys­tem fähig, den vordefinierten Weg­punk­ten autonom zu fol­gen inklu­sive der Fähigkeit der Ver­mei­dung der Kol­li­sion mit Hin­dernissen, welche nach oben ragen sowie auch Ver­mei­dung von Gruben und Senken etc.. In eini­gen Fällen wird eine manuelle Bedi­enung des Sys­tems erforder­lich, wenn die Ein­schätzung der regionalen Sit­u­a­tion unklar ist. Das Weg­punkt-zu-Weg­punkt Sys­tem ist immer als lin­eare Bewegung/Fahrt berech­net. Kurze Dis­tanzen kön­nen auch ohne ein emp­fan­ge­nes GPS-Sig­nal bewältigt wer­den. Der Modus ist Tag und Nacht einsetzbar.

Während der Fahrt wird die Umge­bung durch den Laser­ent­fer­nungsmess­er, Fahrzeugkam­eras und dem Monoc­u­lar-Vision-Sys­tem wahrgenom­men. Eine Aufk­lärung­sein­heit ver­fügt über eine Infrarot-Kam­era (mikrobolometrisch) und ein­er 360° CCD Kam­era inklu­sive Zoomfuntion. 

Es wurde eine so genan­nter „Hybridein­satz“ mit drei ver­schiede­nen Oper­a­tions­mo­di umge­set­zt. In der „Drive-By-Wire“-Funktion wird das Fahrzeug durch eine Per­son von Bord aus gefahren. Zusät­zlich kann dann mit Hil­fe ein­er trag­baren Bodenkon­troll­sta­tion und des graphis­chen Benutzer­in­ter­faces (Benutzung eines robusten Stan­dard-Note­books) mit den bei­den autonomen Bedi­enungs­funk­tio­nen (nähere Beschrei­bung siehe oben) operiert wer­den. Die trag­bare Bodenkon­troll­sta­tion liefert dem Bedi­enen­den auch Infor­ma­tio­nen (Posi­tion, Energie, Antrieb usw.) über den Sta­tus des Fahrzeugs. 

Die Haupt­merk­male des Sys­tems sind wie folgt:

Das Team wird von Dirk Krog­mann, Pro­jek­t­man­ag­er, Diehl BGT Defence GmbH & Co. KG, mit Sitz in Ueber­lin­gen, Deutsch­land geleit­et. Ver­ant­wortlich für die tech­nis­che Umset­zung und Koor­di­na­tion ist Thomas Kopf­st­edt, Diehl BGT Defence GmbH & Co. KG, Ueber­lin­gen. Das Fahrzeug wird in Koop­er­a­tion mit dem Fraun­hofer Insti­tut für Infor­ma­tions- und Daten­ver­ar­beitung unter der Leitung von Andreas Wen­zel, Leit­er für einge­bet­tete Sys­teme Zweig­stelle Ilme­nau, Deutsch­land, umge­set­zt. Die Entwick­lung wird durch das deutsche Bun­desmin­is­teri­um der Vertei­di­gung, dem Bun­de­samt für Wehrtech­nik und Beschaf­fung und dem Tech­nis­chen Zen­trum 51, Koblenz unterstützt. 

Bildquelle: Diehl BGT Defence GmbH & Co. KG