Luftgestützte Serviceroboter zur visuellen Inspektion von Dampfkesselanlagen in thermischen Kraftwerken

Diese Arbeit konzentriert sich auf den Einsatz von MAVs für industrielle Inspektionsaufgaben. Ein effizienter Flugcontroller, der auf einem modellprädiktiven Steuerungsparadigma basiert, wurde entwickelt. Er ermöglicht agile Manöver in engen Räumen und berücksichtigt Verzögerungen, Sättigungen und ungenaue Fahrzeugzustandsabschätzungen, die nur mit niedriger Frequenz verfügbar sind. Die schnelle Gradientenmethode wird verwendet, um das Optimierungsproblem zu lösen und Echtzeiteinschränkungen zu erfüllen, unter Berücksichtigung begrenzter Rechenressourcen. Der Fahrzeugzustand wird von einem Onboard-Vorwärtskamera-System geschätzt, das eng mit inertialen Messungen fusioniert ist. Experimente in einer realistischen industriellen Testumgebung zeigen die Wirksamkeit, Robustheit und Einschränkungen des vorgeschlagenen Ansatzes. Die Ergebnisse zeigen, dass die Egomotion-Schätzung unter schneller Bewegung in schlecht strukturierten Umgebungen und unter herausfordernden Lichtbedingungen robust ist. In Kombination mit dem modellprädiktiven Controller benötigt das System nur begrenzte Rechenressourcen und verfolgt ausreichend eine beliebige Trajektorie.