Student/in (w/m/d) Aufbau einer Multi-Vehicle Simulation

Das erwartet dich

In der Abteilung „Unbemannte Luftfahrzeuge“ wird an dem sicheren Betrieb von unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) unter komplexen Randbedingungen, wie zum Beispiel anspruchsvolle Wetterlagen oder Flugumgebungen, geforscht. Durch eine Erhöhung der Autonomie können verschiedene neue Einsatzmöglichkeiten erschlossen werden, wie zum Beispiel die Fernerkundung im Katastrophenschutz oder der Transport von Gütern in entlegene Regionen. In solchen Einsatzszenarien trifft man mit dem Einsatz einer einzelnen Drohne schnell auf Limitierungen – wie zum Beispiel zu wenig Reichweite für die Abdeckung großer Gebiete. Die Lösung: der Einsatz von autonomen Drohnenschwärmen. Der Einsatz des Drohnenschwarms in dynamischen Umgebungen erfordert eine Reaktionsfähigkeit jeder einzelnen Drohne auf dynamisch auftretende Ereignisse. Gleichzeitig müssen sich die Drohnen untereinander abstimmen, um Aufgaben zu verteilen. Um Autonomierfunktioen systematisch zu entwickeln und zu testen, soll eine modulare und somit skalierbare Multi-Vehicle-Szenariensimulation erstellt werden.

Ziel dieser Arbeit ist der Aufbau eines Multi-Vehicle-Szenariensimulation zu Entwicklung und Evaluation von Schwarm- und Teamszenarien in komplexen Umgebungsbedingugen. Dabei sollen verscheide Aspekte, wie die Orchestriebarkeit, Synchronität und Zeitverhalten der einzelnen Vehikel, aber auch die Interaktion untereinander und mit der umgebenden Welt berücksichtigt werden. Ein besondere Fokus liegt auf der Konzeptionierung eines modularen und distributierbaren Simulationsbackbones, der mittels open soruce Anwendungen aufgebaut werden solle, um eine skalierbar Szenareiengestalltung zu gewährleisten.

Deine Aufgaben

• Anforderung Erhebung und konzeptionelle Aufarbeitung, wie eine Multi-Vehicle-Simulation mittels Open Source Frameworks (z.B. ROS2) oder Kommunikationslayers ( z.B. DDS) umgesetzt und orchestriert werden könnte.
• Erweiterung des Konzepts, wie für die Multi-Vehicle Interaktion (Zusammenstöße) die Physik Engine einer Gaming Engine genutzt werden kann.
• Analyse bestehender Multi-Vehicle-Konzepte (z.B. CARLA/CARLOS) und Einordnung des eigene Konzepts.
• Aufbau multi-Vehicle Simulation Prototypen basierend auf dem vorab erstellen Konzepts.
• Anbindung der multi-Vehicle Simulation an eine Visualisierung (z.B. Unreal ) um das Szenario zu in 3D visualsieren.

Das bringst du mit

• Derzeitige Immatrikulation in einem Bachelor- oder Masterstudiengangs in der Informatik, Automatisierungstechnik, Luft- und Raumfahrttechnik,Maschinenbau oder einem verwandten Fachgebiet.
• Programmierkenntnisse, insbesondere in Python oder C++
• erste Erfahrungen mit open-source Software (ROS), Simulationstools im UAV Bereich (Px4, QGroundControl, Ardupilot, Gazebo) sowie Matlab/Simulink
• eigenständige und strukturierte Arbeitsweise