Unbemannte Flugsysteme UAS (Unmanned Aircraft Systems) werden heutzutage zunehmend von zivilen und wissenschaftlichen Nutzern verwendet. Bedingt durch neue Aufgabenbereiche wächst allerdings auch stetig die Forderung nach einem ausfallsicheren (Fail-Safe) Betrieb dieser Systeme. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist die Zuverlässigkeit der Algorithmen zur Positions-/Lageerkennung und -regelung der Flugplattform. Dieser Nachweis konnte bisher ausschließlich durch zeit- und kostenintensive Feldtests erbracht werden.
Im Rahmen dieses Beitrags wird ein neues Simulationssystem vorgestellt, bei dem ein micro-UAS in die virtuelle Realität überführt wird. Die hier erarbeitete Lösung basiert auf einer präzisen Modellierung der Flugplattform, der integrierten Sensoren und der plattformspezifischen flugdynamischen Kenngrößen. Es wird anhand eines Quadrokopters gezeigt, wie mit dieser modellbasierten 3D-Echtzeit-Simulation zum einen die Zuverlässigkeit von Algorithmen unter unterschiedlichsten Rahmenbedingungen getestet sowie die Flugregelung und Missionssteuerung optimiert werden kann. Zum anderen wird dargelegt, wie ein neues Flugsystem simulationsbasiert entworfen und getestet werden kann. Dabei werden alle Algorithmen
innerhalb der Simulationsumgebung „Software in the Loop“ entwickelt, analysiert und schließlich auf die reale Plattform portiert.