Sensordaten-Aufbereitung und Filteralgorithmen für ein Integriertes Navigationssystem

Prof. Dr. Thomas Holzhüter (Projektleiter)
Prof. Dr.-Ing Ulfert Meiners

Bei diesem Projekt handelt es sich um einen Teil des BMBF-geförderten Verbundprojekt "DGON-Bridge", in dem von verschiedenen Firmen eine Muster-Schiffsbrücke zusammengestellt wird. In dem Teilprojekt soll für ein Handelsschiff mit geeigneten Filteralgorithmen und statistischen Verfahren aus einem konfigurierbaren Satz von GPS-Empfängern, Kompassen und Logs eine optimale Schätzung des dynamischen Schiffzustandes (Position, Kurs, Strömung, Geschwindigkeit) gewonnen werden. Für dieses Navigationsfilter ist geplant, eine größere Anzahl von sog. Beobachtern (observer bank) gleichzeitig mit den Meßwerten unterschiedlicher Sensor-Kombinationen zu beaufschlagen. Diese Beobachter sollen als Optimalbeobachter (Kalman-Filter) auf der Basis eines dynamischen Zustandsraumsystems und der Annahme bestimmter stochastischer Störungen ausgelegt werden. Durch die statistische Auswertung der sich für die verschiedenen Sensorkombinationen ergebenden Schätzfehler, den sog. Innovationen, soll dann die beste Kombination von Sensoren ausgewählt werden. Bei der statistischen Analyse sollen neuere Verfahren der modell-basierten Fehler-Erkennung (Fault Detection) zur Anwendung kommen. Die zur besten Sensorkombination gehörige Schätzung des Schiffszustandes wird dann als sog. konsistenter Schiffsdatensatz (consistent common reference system) für die weiteren Schiffsführungs- Module zur Verfügung gestellt.

• Finanzierung und Kooperation durch Hersteller von Schiffsautomatisierung und Navigationsanlagen
• Eingang: mehrfach ausgelegte Sensoren für Schiffsbewegung (GPS, Kompaß, Log)
• Beobachter-Bank auf der Basis eines nichtlinearen Schiffsmodells zur Feststellung der besten Sensor-Kombination
• Statistische Tests auf Innovationen der Beobachter zur frühzeitigen Erkennung von Fehlersituationen
• Ausgang: Consistent Common Reference System