Im geförderten C2Land-Vorhaben der TU Braunschweig entstand eine bodenbasierte Alternative zum ILS, die sichtbare und Infrarotbilder kombiniert. Eine eigenentwickelte Software synchronisiert Multispektraldaten mit GPS-Koordinaten und extrahiert präzise Pistenkonturen für die Anflugführung. GigE-Streaming und PPS-Triggerung sichern verlustfreie Datensätze mit exakten Zeitmarken. Diese Technik ermöglicht vollautonome Landemanöver bei minimalen Sichtweiten und reduziert Infrastrukturkosten an kleinen Flugplätzen signifikant, während sie gleichzeitig die Flugsicherheit steigert. Der modulare Aufbau gestattet skalierbare Installationen an vielfältigen Standorten.
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Bildverarbeitung kombiniert Kameradaten mit GPS für präzisen autonomen Landeanflugsteuerung
Nach Abschluss des C2Land-Projekts evaluiert das Team ungekühlte VarioCAM R HD head 920 Wärmebildkameras mit 1.024 × 768 Pixeln, um die geometrische und thermische Auflösung zu steigern. Kombiniert mit der bestehenden VIS-Kamera und adaptiven Bildanalyseverfahren wird die Erkennungsreichweite von Landebahnmerkmalen weiter optimiert. Diese Weiterentwicklung unterstützt autonome Landeanflüge, reduziert Fehlalarme und ermöglicht eVTOLs wie Flächenflugzeugen den Einsatz mit minimaler kostengünstiger Infrastruktur selbst bei schwachem Kontrast und widrigen Wetterlagen durch präzise Leitstrahlen.
Sichere Landung bei Dämmerung dank synchronisierter RGB und Thermografiekameras
Flugzeug-Autopiloten stützen sich überwiegend auf GPS-Signale, die durch atmosphärische Störungen, Abschattungen oder Mehrwege reflektierter Signale in ihrer Genauigkeit limitiert sind. Bei Sichtweiten unter 60 Metern müssen Piloten das Steuer übernehmen, da das System die Landebahn nicht sicher detektieren kann. Die simultane Erfassung mittels RGB-Kameras und Wärmebildsensoren liefert hochpräzise Darstellungen von Rollbahnmarkierungen. Auf Basis dieser Daten ist eine bedingungsunabhängige, vollständig autonome Landung auch in Dunst oder Gegenlicht zuverlässig und sicher möglich.
640×480 Pixel lösen Details hochpräzise auf VarioCAM HD 620
Die Auswertung optischer Landemarker beruht auf der VarioCAM R HD head 620 von InfraTec als IR-Sensor mit 15-Millimeter-Objektiv. Ihre geometrische IR-Detailauflösung von 640 × 480 Pixeln kombiniert mit hoher thermischer Sensitivität erzeugt kontrastreiche Bilder. Dank synchronisierter PPS-Auslösung erhalten alle Daten präzise Zeitstempel, während die GigE-Schnittstelle eine verlustfreie Kompression und zuverlässige Datenübertragung zum Flugleitrechner garantiert. Auf diese Weise werden zeitgenaue Thermobilder bereitgestellt, die autonome Landeprozesse unterstützen und effiziente schnelle Analysezyklen ermöglichen.
Echtzeit-Bildsoftware führt präzisen Kameradaten-GPS-Abgleich und steuert vollständig autonomen Landeanflug
In Echtzeit synchronisiert die Software die RGB- und IR-Kamerabilder mit GPS-Daten, um Lage und Orientierung des Luftfahrzeugs präzise zu berechnen. Auf dieser Basis legt sie einen elektronischen Anflugstrahl fest, der den optimalen Sinkwinkel und Längenkorrekturen definiert. Anschließend übernimmt das System selbstständig die Steuerung von Roll-, Nick- und Gierbewegungen in den verschiedenen Phasen des Landevorgangs, sodass eVTOLs und konventionelle Flugzeuge autonom und sicher den Endanflug durchführen können rund um die Uhr.
Flugtests bestätigen kontinuierliche Datenverfügbarkeit trotz erheblicher Leistungs- und Umweltschwankungen
Bei der praktischen Flugerprobung mussten die Bildverarbeitung und Sensormodule schnelle Änderungen von Fluglage, Neigungswinkel und relativer Position zur Piste verarbeiten. Strömungsbedingt auftretende Vibrationen sowie Kontaminationen durch Luftpartikel stellten zusätzliche Anforderungen an das Design. Mit der fusionierten Auswertung beider Kamerasignale und automatischer Kalibrierung selbst bei Temperaturdrift lieferte das System durchgehend kohärente Positionsdaten. Diese Beständigkeit unter variierenden physikalischen Rahmenbedingungen bestätigt die hochwertige Systemintegration. Fehlerkorrekturmechanismen und KI-basierte Ausfallprognosen ergänzen das Sicherheitsprofil wirkungsvoll dauerhaft.
Thermografische VarioCAM R HD head 920 ebnet autonome Landungen
Abgeschlossenes C2Land-Projekt des DLR-Raumfahrtmanagements demonstriert die Leistungsfähigkeit ungekühlter Wärmebildkameras mit hoher Auflösung. Die VarioCAM R HD head 920 überzeugt mit 1.024 × 768 IR-Pixeln und exzellenter thermischer Empfindlichkeit. Durch nahtlose Integration in bodengestützte Bildverarbeitungsplattformen wird die Erkennung von Landebahnmarkierungen optimiert. Diese Fortschritte ebnen den Weg zur kosteneffektiven Umsetzung optischer Landesysteme an kleineren Flugplätzen und verbessern die Robustheit autonomer Anflüge unter allen Sicht- und Wetterbedingungen. Sie reduziert Ausfallrisiken und erhöht Prozesseffizienz.
TU Braunschweig präsentiert IR-basierte Landesystemlösung für eVTOLs und Flächenflugzeuge
Auf kleinen Flughäfen, die auf kostengünstige Navigationssysteme angewiesen sind, bietet das von der TU Braunschweig entwickelte optische Landesystem einen wirtschaftlichen Vorteil. Es kombiniert RGB- und Wärmebildaufnahmen zu einem robusten Positionsbestimmungssystem, das autonomes Aufsetzen bei schlechter Sicht, Dunst oder Gegenlicht ermöglicht. Die bodenbasierte Installation ist platzsparend und wartungsarm und liefert über GigE-synchronisierte Zeitstempel exakte Daten. Mit künftig höher auflösenden IR-Kameras könnten eVTOLs und klassische Flugzeuge automatisch und sicher landen und zuverlässig.
