Implementierung und Evaluation eines USBL-basierten Homing-Verhaltens auf einem AUV

Autonome Unterwasserfahrzeuge werden vielfach dort eingesetzt, wo Arbeiten durch Taucher oder bemannte Unterwasserfahrzeuge zu teuer, zu gefährlich oder gar unmöglich sind. Die Gründe hierfür sind vielfältig, so sollen zum Beispiel in Zukunft Inspektionsarbeiten an Ölpipelines oder Seekabeln durch Autonomous Underwater Vehicle (AUV) durchgeführt werden. Ebenfalls wird der Einsatz von AUV für verschiedene Weltraummissionen erforscht.  In vielen dieser Projekten wird die Möglichkeit eines autonomen Dockings an eine Basisstation in Betracht gezogen.  Um ein solches Docking umzusetzen müssen vielfältige Aufgaben bewältigt werden. Das Zurückkehren zu einem Ausgangspunkt ist nicht nur im Fall eines Docking bei AUV eine sinnvolle Anwendung.
In den Projekten Europa Explorer, TransTerra und FlatFish sollen Ultra Short Baseline Systeme (USBL) eingesetzt werden um diese Probleme zu lösen.
Ein USBL besteht bei diesen Anwendungen aus einer Komponente in der Basistation und einer kleineren Komponente im AUV. Die Komponente der Basistation sendet einen akustischen Ping aus und die Komponente im AUV antwortet. Aus der Signallaufzeit kann die Basisstation die Entfernung zum AUV ermitteln. Weiter verfügt die Komponente der Basisstation über drei Mikrofone. Die Antwort des AUV trifft zeitversetzt bei diesen drei Mikrofonen ein. Aus dem zeitlichen Versatz kann die Basisstation die Richtung des AUV triangulieren. Mit Entfernung und Richtung ist der Basisstation die Position des AUV bekannt. Wurde die Position des AUV so ermittelt, kann bei einem sogenannten Reverse-USBL die Position mittels Akustikmodem im USBL an das AUV übertragen werden.
Ziel dieser Arbeit soll es sein, ein USBL als geeigneten Sensor für ein Rückkehren zu einer Basisstation eines AUV zu erproben und einzusetzen. Hierbei soll das USBL S2CR von Evologics zum Einsatz kommen.