Fahrzeugtests in komplexen Umgebungen: Nachweis der Geolokalisierungsleistung in der Praxis

Feldtests, mobile Offroad-Robotik, Geolokalisierung in beengten Umgebungen, ROS 2: Technologie & Strategie unterstützt seine Industriekunden bei der Validierung autonomer Systeme durch Fahrzeugtestkampagnen, die unter komplexen realen Bedingungen durchgeführt werden.

Testen mobiler Robotik unter realen Bedingungen

Im Bereich der mobilen Robotik und autonomer Fahrzeuge reicht die in Laborumgebungen oder Simulationen beobachtete Leistungsfähigkeit nicht aus, um einen zuverlässigen Betrieb unter realen Bedingungen zu gewährleisten. Begrenzte Umgebungen – dichte Wälder, unwegsames Gelände oder Gebiete mit eingeschränkter GNSS-Abdeckung – stellen erhebliche Herausforderungen für Wahrnehmungs- und Geolokalisierungsalgorithmen dar.

Bei Technology & Strategy vereinen wir das technische Know-how, die Ausrüstung und die Praxiserfahrung, die erforderlich sind, um Fahrzeugtestkampagnen in komplexen Umgebungen zu konzipieren und durchzuführen, die genau auf die industriellen Anwendungsfälle unserer Kunden abgestimmt sind.

Eine Testreihe in einer bergigen Waldlandschaft

Im Rahmen eines Kundenprojekts führten unsere Teams für mobile Offroad-Robotik kürzlich eine Reihe von Tests in einer besonders anspruchsvollen Umgebung durch: auf einem Waldweg in einer bergigen Gegend der Vogesen in Frankreich.

Dieser Teststandort wies zahlreiche Einschränkungen auf, die für reale Betriebsszenarien repräsentativ waren:

• teilweise oder stark beeinträchtigte GNSS-Abdeckung
• dichte Vegetation, die zu Signalüberlagerungen und Mehrwegeeffekten führt
• erhebliche Geländeschwankungen und Höhenunterschiede
• unterschiedliche Fahrbedingungen

Ziel dieser Kampagne war es, das Verhalten von Geolokalisierungssystemen unter realen Bedingungen zu testen und zu beschreiben und dabei die Anhäufung von Positionsfehlern zwischen mehreren Plattformen zu analysieren, die gleichzeitig in derselben Umgebung betrieben werden.

Zwei mit Messgeräten ausgestattete Fahrzeuge für koordinierte Feldtests

Für diese Tests wurden zwei Fahrzeuge gleichzeitig im Feld eingesetzt:

• ein mit Sensoren ausgestattetes Fahrzeug, das über im Dach integrierte Sensoren verfügt
• unser experimentelles KIPP-Fahrzeug, eine mobile Forschungs- und Entwicklungsplattform, die eine Vielzahl von Sensoren integriert

Beide Fahrzeuge waren mit demselben Ortungssystem ausgestattet. Das Ziel bestand nicht darin, verschiedene Lösungen zu vergleichen, sondern vielmehr darin, das relative Verhalten der Positionsschätzungen im Zeitverlauf unter schwierigen GNSS-Empfangsbedingungen zu analysieren.

Dieser Ansatz ermöglicht es, die Fehlerakkumulation zwischen Fahrzeugen zu bewerten, was für viele Anwendungsfälle im Zusammenhang mit Flotten autonomer Fahrzeuge oder kooperativen Navigationsszenarien eine zentrale Herausforderung darstellt.

Eine technische Umgebung, die für die mobile Robotik entwickelt wurde

Abgesehen von der Sensorausstattung stützten sich beide Fahrzeuge auf eine umfassende Roboter-Softwarearchitektur.

Jede Plattform verfügte über eigene Recheneinheiten, auf denen die ROS-2-Middleware lief, die in der mobilen Robotik und bei autonomen Systemen weit verbreitet ist. Der Datenaustausch – darunter Positionsdaten, Sensorströme und Fahrzeugzustände – erfolgte über das ROS-Netzwerk, wodurch eine synchronisierte Echtzeitkommunikation zwischen den Softwareknoten sowie zwischen den Fahrzeugen ermöglicht wurde.

Diese Architektur ermöglichte:

• Synchronisation von Multisensordaten
• Informationsaustausch zwischen Plattformen
• konsistente Datenerfassung für die nachträgliche Analyse
• die Umsetzung koordinierter Testszenarien in der Praxis

Umfassende Kompetenz: von der Instrumentierung bis zum Einsatz vor Ort

Über die technischen Ergebnisse hinaus verdeutlicht diese Kampagne die umfassende Kompetenz von Technology & Strategy bei der Durchführung von Fahrzeugtests unter realen Bedingungen:

• Entwurf und Ausstattung von Testplattformen
• Software-Integration mithilfe von Roboter-Middleware wie ROS 2
• Definition realistischer und begrenzter Testszenarien
• logistischer und operativer Einsatz vor Ort
• Erfassung, Synchronisierung und Auswertung von Multisensordaten
• Leistungsanalyse und technische Berichterstattung

Dieser praxisorientierte Ansatz ist unerlässlich, um mobile Robotik- und Geolokalisierungssysteme vor ihrem industriellen Einsatz zu validieren, zu qualifizieren und zu verbessern.

Wir begleiten unsere Kunden bis hin zu realen Betriebsbedingungen

Das Testen in komplexen Umgebungen ist ein entscheidender Schritt bei der Entwicklung zuverlässiger und leistungsstarker autonomer Systeme. Durch die Kombination von F&E-Know-how, speziellen Testplattformen und der Fähigkeit, in anspruchsvollem Gelände zu operieren, unterstützt Technology & Strategy seine Kunden vom Systemdesign bis zur Feldvalidierung ihrer Lösungen.

Diese Funktionen sind besonders relevant für Branchen, die in beengten oder schlecht ausgestatteten Umgebungen tätig sind, wie zum Beispiel:

• autonome Geländefahrzeuge (Verteidigung, Sicherheit, Erkundung)
• Präzisionslandwirtschaft und autonome Landmaschinen
• Bau- und Bergbaumaschinen
• Autonome Logistik in unstrukturierten Umgebungen
• Anwendungen der mobilen Robotik in natürlichen oder abgelegenen Gebieten

Mithilfe realistischer Testkampagnen unter Einbeziehung mehrerer Sensoren und Fahrzeuge unterstützen wir unsere Kunden dabei, die Robustheit ihrer Technologien zu bewerten, betriebliche Grenzen zu ermitteln und den Übergang zum Einsatz in der Praxis sicherzustellen.

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Möchten Sie Ihre Geolokalisierungs-, Wahrnehmungs- oder autonomen Navigationssysteme unter realistischen Bedingungen testen , die Ihren operativen Anwendungsfällen entsprechen?

Unsere Teams stehen bereit, um Sie zu unterstützen – von der Laborvalidierung bis hin zu Feldtests.