Testbeds für Software in der Weltraum-Robotik

INVIRTES: Integrierte Entwicklung komplexer Systeme mit Virtuellen Testbeds auf der Basis zentraler Weltmodelle und moderner Konzepte der eRobotik

Forschungsprojekt

Motivation und Problemstellung

Die Entwicklung von Raumfahrtprojekten stellt eine enorme ingenieurtechnische Herausforderung dar. Aufgrund ihres Neuheitsgrades, der Besonderheiten des Einsatzes im Weltall und der Projektgröße entsteht bei der Entwicklung dieser Systeme eine kaum beherrschbare Intransparenz mit großem Risiko für Mensch und Material: Landungen und andere Manöver auf der Planetenoberfläche können in der Regel nicht wiederholt werden und müssen beim ersten Versuch gelingen. Das ausgiebige Testen der Systeme ist somit von großer Bedeutung, auf der Erde jedoch nur schwer zu realisieren. Um Fehler frühzeitig zu erkennen, wird das Wissen verschiedener Fachdisziplinen in sogenannten virtuellen Testbeds zusammengeführt. Darin werden geplante Manöver so realistisch wie möglich simuliert und visualisiert, um sichere Aussagen über das Systemverhalten im Weltall treffen zu können. Die Frage ist jedoch, welche Testsituationen virtuell abgebildet werden müssen, um hilfreiche Informationen zu erhalten und welche Fragestellungen bzw. Anforderungen einer Weltraummission damit letztlich abgesichert werden können.

Projektziele und Lösungsansatz

Im Rahmen von INVIRTES werden Methoden entwickelt, um Testsituationen bestmöglich zu planen und in eine geeignete Teststrategie einzubetten, die sich an den Missionszielen orientiert. Dazu werden die Systemspezifikationen modellbasiert integriert und virtuelle Testbeds zu einer belastbaren Entwicklungs- und Testumgebung zusammengeführt.

Das Fraunhofer IEM erarbeitet im Projekt ein Sprachkonzept, das eine integrierte System- und Testspezifikation ermöglicht. Statt umfangreicher Dokumente mit Textbeschreibungen, wird dabei ein modellbasierter Ansatz gewählt. Die wesentlichen Informationen werden mit Hilfe grafischer Beschreibungsmittel abgebildet und können auf diese Weise eindeutige und widerspruchsfreie Ergebnisse für die weiteren Entwicklungsaufgaben im Projekt liefern. Durch den Einsatz der Eclipse Papyrus-Entwicklungsumgebung können die Ergebnisse auch von Computern verarbeitet werden. Für den Einsatz des Sprachkonzepts wird zudem eine übergeordnete Vorgehenssystematik entworfen. Als Anwendungsbeispiel dient ein Szenario aus der Weltraumrobotik, in dem die Navigationskamera eines autonomen Rovers ausgelegt wird.

Projektsteckbrief

Projekttitel

INVIRTES – Integrierte Entwicklung komplexer Systeme mit Virtuellen Testbeds auf der Basis zentraler Weltmodelle und moderner Konzepte der eRobotik

Laufzeit

4/2013 bis 9/2018

Förderung

Das Projekt INVIRTES wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft-und Raumfahrt e.V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter den Förderkennzeichen 50RA1306 – 50RA1309 gefördert.

Fördervolumen 3,5 Mio €
Kooperationspartner
  •  CPA ReDev
  •  Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
  •  Institut für Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) der RWTH Aachen
  •  RIF – Institut für Forschungs- und Transfer
Projektleiter

Christian Bremer

Ziele Modellbasierte Integration der Systemspezifikation und virtueller Testbeds zu einer belastbaren Entwicklungs- und Testumgebung für zukünftige Projekte in der Weltraumrobotik
© DLR

Das Projekt INVIRTES wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft-und Raumfahrt e.V. (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter den Förderkennzeichen 50RA1306-50RA1309 gefördert.