Fahrzeugtests in komplexen Umgebungen: Demonstration der Geolokalisierungsleistung vor Ort

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

Testen mobiler Robotik dort, wo Einschränkungen real sind

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

Bei Technology & Strategy kombinieren wir das technische Fachwissen, die Ausrüstung und die praktische Erfahrung, die für die Planung und Durchführung von Fahrzeugtestkampagnen in komplexen Umgebungen erforderlich sind, die eng auf die industriellen Anwendungsfälle unserer Kunden abgestimmt sind.

Eine Testkampagne in einer bergigen Waldumgebung

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

Dieses Testgelände wies zahlreiche Einschränkungen auf, die für reale Betriebsszenarien repräsentativ waren:

• teilweise oder stark verschlechterte GNSS-Abdeckung
• dichte Vegetation, die Signalmaskierung und Mehrwegeffekte erzeugt
• signifikante Geländevariationen und Höhenunterschiede
• heterogene Fahrbedingungen

Ziel dieser Kampagne war es, das Verhalten von Geolokalisierungssystemen unter realen Bedingungen zu testen und zu charakterisieren und gleichzeitig die Häufung von Positionierungsfehlern zwischen mehreren Plattformen zu analysieren, die gleichzeitig in derselben Umgebung arbeiten.

Zwei instrumentierte Fahrzeuge für koordinierte Feldtests

Für diese Tests wurden zwei Fahrzeuge gleichzeitig im Feld eingesetzt:

• ein instrumentiertes Fahrzeug, das mit auf dem Dach montierten eingebetteten Sensoren ausgestattet ist
• unser experimentelles KIPP Fahrzeug, eine mobile Forschungs- und Entwicklungsplattform, die eine Vielzahl von Sensoren integriert

Beide Fahrzeuge waren ausgestattet mit dem gleiches Geolokalisierungssystem. Ziel war es nicht, verschiedene Lösungen zu vergleichen, sondern die relatives Verhalten von Positionsschätzungen im Zeitverlauf unter schwierigen GNSS-Ausbreitungsbedingungen.

Dieser Ansatz ermöglicht die Bewertung Fehlerakkumulation zwischen Fahrzeugen, was für viele Anwendungsfälle mit autonomen Fahrzeugflotten oder kooperativen Navigationsszenarien eine zentrale Herausforderung darstellt.

Eine technische Umgebung, die für mobile Robotik entwickelt wurde

Neben der Sensorinstrumentierung stützten sich beide Fahrzeuge auf eine komplette Roboter-Softwarearchitektur.

Jede Plattform integrierte dedizierte Recheneinheiten, auf denen die ROS 2-Middleware, weit verbreitet in der mobilen Robotik und in autonomen Systemen. Der Datenaustausch — einschließlich Lokalisierungsdaten, Sensordatenströmen und Fahrzeugzuständen — wurde über das ROS-Netzwerk abgewickelt, wodurch eine synchronisierte Kommunikation in Echtzeit zwischen Softwareknoten und zwischen Fahrzeugen ermöglicht wurde.

Diese Architektur ermöglichte:

• Multisensor-Datensynchronisierung
• Informationsaustausch zwischen Plattformen
• konsistente Datenprotokollierung für die Analyse nach der Verarbeitung
• die Umsetzung koordinierter Testszenarien im Feld

Umfassendes Fachwissen: von der Instrumentierung bis zum Einsatz vor Ort

Neben den technischen Ergebnissen selbst veranschaulicht diese Kampagne die allgemeine Expertise von Technology & Strategy bei der Durchführung von Fahrzeugtests unter realen Bedingungen:

• Design und Instrumentierung von Testplattformen
• Softwareintegration mithilfe von Roboter-Middleware wie ROS 2
• Definition realistischer und eingeschränkter Testszenarien
• logistischer und operativer Feldeinsatz
• Erfassung, Synchronisation und Auswertung von Multisensordaten
• Leistungsanalyse und technische Berichterstattung

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

Unterstützung der Kunden bis hin zu realen Betriebsbedingungen

Das Testen in komplexen Umgebungen ist ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung zuverlässiger und leistungsstarker autonomer Systeme. Durch die Kombination von F&E-Fachwissen, speziellen Testplattformen und der Fähigkeit, in anspruchsvollem Gelände zu arbeiten, Technologie und Strategie unterstützt seine Kunden vom Systemdesign bis zur Feldvalidierung ihrer Lösungen.

Diese Funktionen sind besonders relevant für Branchen, die in eingeschränkten oder schlecht instrumentierten Umgebungen tätig sind, wie z. B.:

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

Durch realistische Testkampagnen mit mehreren Sensoren und Fahrzeugen unterstützen wir unsere Kunden dabei, die Robustheit ihrer Technologien zu bewerten, Betriebsgrenzen zu identifizieren und den Übergang zum realen Einsatz sicherzustellen.

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Möchten Sie Ihre testen? Geolokalisierung, Wahrnehmung oder autonome Navigationssysteme unter realen Bedingungen, die für Ihre betrieblichen Anwendungsfälle repräsentativ sind?

Unsere Teams sind bereit, Sie zu unterstützen — von der Laborvalidierung bis zum Feldtest.