Ramseier Marc
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Titel der Maturaarbeit:
Entwicklung, Bau und Programmierung einer autonom fliegenden Drohne
Schule:
Kantonsschule Alpenquai Luzern
Betreuer/-in:
Portmann Michael
Kategorie:
Physik, Mathematik, Informatik, Technik
Poster:
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Zusammenfassung:
Das Ziel der Arbeit von Marc Ramseier war es, eine autonome Drohne mit einem eigenen Positionierungssystem von Grund auf zu entwickeln. Dabei handelt es sich um eine kameragesteuerte Indoor-Drohne, bei der vor allem eine gute Positionsgenauigkeit im Fokus stand. Das System besteht aus zwei Kameras, die in zwei Ecken des Raumes angebracht sind und die Drohne anvisieren.
Dieses Projekt war fachlich vielseitig, da viele verschiedene Gebiete wie Mathematik, CAD-Entwicklung mit 3D-Druck, Informatik und Elektronik angewendet werden mussten. Der grösste Aufwand des Projektes bestand in der Softwareentwicklung, die umfangreich war (Bildererkennung, Kommunikation, Stabilisierung, autonomer Flug, Sicherheitssysteme).
Nach einer langen Entwicklungsphase und vielen Tests mit Rückschlägen gelang es Marc Ramseier schliesslich, dass die Drohne mit einer vernünftigen Präzision autonom abheben, sich zu vorgegebenen Wegpunkten bewegen, auf einer Position schweben und landen konnte. Die Höhe der Drohne musste allerdings mit einem zusätzlichen Ultraschallsensor bestimmt werden.
Diese Maturaarbeit war ein sehr grosses Projekt und vieles musste selbst erarbeitet werden, da es sich um die eigene Entwicklung eines neuen Systems handelte.
Würdigung:
Damit die Drohne sich im Raum entsprechend selbstständig zu den vorgegebenen Orten hinbewegt, müssen sehr viel Kompromisse bei der Kommunikation und der Abstimmung der beteiligten Geräte aufeinander eingegangen werden. Marc Ramseier hat diese komplexe und vielfältige Herausforderung angenommen und systematisch in kleinen Schritten ein funktionstüchtiges System aufgebaut, programmiert, getestet, verbessert und weiterentwickelt.
Was vor allem auch beeindruckt, ist die Dokumentation des Baus der Drohne bis hin zu der für die Steuerung selbstentwickelten Software. In der Darstellung wird viel Wert daraufgelegt, die einzelnen Funktionen und das Zusammenspiel zwischen den Bauteilen sichtbar werden zu lassen, immer mit der Idee, dass Interessierte mit dieser «Anleitung» selbst den Bau einer solchen Drohne wagen könnten.
Für die Öffentlichkeit ist diese Arbeit interessant, da sie zeigt, wie eine selbstständig fliegende Drohne gebaut werden kann. Gleichzeitig wird auch sichtbar, wo die Grenzen der Programmierung sind und wo die verwendeten Verfahren weiterentwickelt werden müssten … immer aus der Sicht eines Maturanden.