Der Drone Port automatisiert mit seinem Roboterarm Start, Landung und den gesamten Einsatz von Quantum Systems Drohnen für kontinuierliche, autonome Missionen.
Forschungseinrichtungen
Für unsere Forschung nutzen wir moderne Technik für Realflug, Simulation und Informationsverarbeitung.
Mensch-Maschine-Interaktion Equipment
Bitcraze Crazyflies-Flotte
- Brushed-Flotte: Leichte Mikro-UAVs für sichere Schwarmformationen in Innenräumen, dichte Flugbahnplanung und Interaktionen im Nahbereich.
- Brushless-Flotte: Hohe Schubdynamik, größere Nutzlastkapazität und höhere Geschwindigkeiten für robuste Regelalgorithmen.
g.tec g.Nautilus PRO EEG
BCI in medizinischer Qualität
- Drahtlose, hochauflösende EEG-Erfassung zur Erfassung motorischer Vorstellungen, visuell evozierter Potenziale (SSVEP) und Kennzahlen zur kognitiven Belastung.
- Ermöglicht direkte Brain-Computer-Interface-Befehle (BCI) zur Steuerung des Schwarmverhaltens und der Sicherheitsgrenzen.
Smart Eye Tracking System
Blickanalyse
- Hochfrequente Erfassung von Blickvektoren und Blickfixierungen sowohl in physischen als auch in virtuellen Umgebungen.
- Ermöglicht die blickgesteuerte Auswahl von Teilschwärmen, die dynamische Messung der Aufmerksamkeit sowie die Bewertung des Situationsbewusstseins.
Mixed & Augmented Reality Flotte
Extended Reality (XR)
- Meta Quest 3 & Quest Pro: Drahtloses Spatial Computing, eigenständiges Passthrough-MR, dynamische Handgesten-Erfassung sowie Gesichts- und Augenerkennung.
- Varjo XR-3 & Varjo XR-4: Auflösung auf Industriestandard in Augenhöhe (>50 PPD), fotorealistisches Pass-Through, Tracking im Submillimeterbereich und integrierte LiDAR-Tiefenkartierung.
- XREAL One AR-Brille: Leichte, optische See-Through-Smartbrille für Echtzeit-HUDs (Heads-Up-Displays) mit Telemetriedaten und mobile Einsätze vor Ort.
Motion Simulator
Der Motion Simulator von Brunner dient der realitätsnahen Simulation von Bewegungs- und Lageänderungen unbemannter Flugsysteme. Er ermöglicht reproduzierbare Untersuchungen zu Flugregelung, Autonomie, Sensorik und Mensch-Maschine-Interaktion unter kontrollierten Laborbedingungen und unterstützt die Entwicklung sowie Validierung fortschrittlicher UAV-Technologien.
Quantum Systems Drone Port
Universal Robots (UR15)
Mit Hilfe der Roboterarme entwickeln wir zukunftsfähige Projekte mit dem Ziel, ein robotisches System zu realisieren, das einen geworfenen Ball mit einem Arm mit mehreren Freiheitsgraden (Multi-DOF) zuverlässig fängt. Eine OptiTrack-Motion-Capture-Anlage erfasst fortlaufend die 3D-Positionen des Balls, während ein prädiktives Modell unter Berücksichtigung des Luftwiderstands den Abfangpunkt und die Abfangzeit inklusive quantifizierter Unsicherheit bestimmt.
Auf dieser Grundlage wird die Regelung als Reinforcement-Learning-Problem formuliert: Eine Policy (z. B. SAC/TD3), die in der Simulation mittels Domain Randomization über Wurfgeschwindigkeit, Abwurfwinkel, Spin, Latenz und Messrauschen trainiert wird, bildet den aktuellen Gelenk- und Endeffektorzustand des Roboters sowie den vorhergesagten Abfangzustand auf sichere Geschwindigkeits- oder Wegpunktkommandos ab.
UAVs & Plattforms
Wir setzen auf die Verwendung moderner UAVs zur Evaluierung unserer Methoden und Algorithmen. Die RB5 5G Modal AI Drohne ist leistungsstark und vielseitig. Sie kann bis zu 1 kg tragen, fliegt über 20 Minuten.
Ausgestattet mit sechs Kameras für hochauflösende Bildaufnahme und Verfolgung, verfügt sie über fortschrittliche Verarbeitungs- und Sensortechnologie. Die Drohne bietet zahlreiche Konnektivitätsoptionen, einschließlich Wi-Fi und 5G.
Sie unterstützt gängige Softwareplattformen und bietet die Möglichkeit, Forschungssoftware schnell zu integrieren.
Cockpitsimulatoren
Bei der Entwicklung von neuartigen Interaktionskonzepten ist die virtuelle Cockpitsimulation ein zentrales Werkzeug.
In unseren Laboren haben wir die Möglichkeit verschiedenste Anwendungen zu simulieren. Unsere Simulatoren reichen von Desktopumgebungen bis zu einem A320 Simulator mit Dome-Sichtsystem.
Simulator im Labor G001 am Campus der THI
A320 Cockpitsimulator zur Evaluierung von Pilotenassistenzsystemen.A320 Cockpitsimulator zur Evaluierung von Pilotenassistenzsystemen
Im A320-Cockpitsimulator erfassen wir per Eye Tracking Blickbewegungen zur Optimierung von Mensch-Maschine-Interaktion.
Hardware-in-the-Loop am TTZ
Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulation ist eine fortschrittliche Technik zur Simulation von UAV-Flugeigenschaften, Sensormodellierung und Aktuatormodellierung, die in Echtzeit mit der UAV-Autopilot-Hardware interagiert.
Diese Methode ermöglicht eine umfassende Prüfung der Zuverlässigkeit der UAV-Autopilot-Hardware und der Regelkreisleistung des gesamten Systems. Darüber hinaus erleichtert die HIL-Simulation die Feinabstimmung der Regelparameter, um eine optimale Leistung und Zuverlässigkeit des UAV-Systems zu gewährleisten.
