DGLR-Publikationsdatenbank - Detailansicht
Titel (EN):
Optimal circular flight path and altitude for observing a fixed point in windy conditions
Autor(en):
M. Hartmann, N. Voget, D. Moormann
Zusammenfassung:
Um mit einem Tilt-Wing UAV bei einer stationären Beobachtung weiterhin im energieoptimalen Flugzustand zu fliegen, wird ein Kreis um den Beobachtungspunkt geflogen. Hierbei ist besonders dieWahl der Flughöhe wichtig, da zwar jederzeit das Beobachtungsobjekt vollständig sichtbar sein muss aber auch so niedrig geflogen wird, um eine hohe Auflösung zu ermöglichen. Zusätzlich muss der Radius für den Kreis festgelegt werden. Es zeigt sich, dass durch Verschiebung des Kreismittelpunktes gegenüber dem Beobachtungspunkt die Flughöhe verringert werden kann. Deshalb wird in diesem Paper ein Algorithmus zur Bestimmung der minimalen Flughöhe sowie des optimalen Kreismittelpunktes relativ zu einem Beobachtungspunkt vorgestellt. Hierbei wird der Radius der zu fliegenden Kreisbahn in einem ersten Schritt fest angenommen und die Flugeigenschaften und Flugbereichsgrenzen des genutzten Fluggerätes sowie die aktuellen Windbedingungen und die Charakteristik der Kamera und des Gimbals berücksichtigt. Der Algorithmus geht iterativ vor, wobei die Höhe des Fluggeräts so lange verringert wird, bis gerade noch eine dauerhafte Beobachtung des zu erfassenden Objekts möglich ist. Um diese Höhe weiter senken zu können, wird der Kreismittelpunkt relativ zum Beobachtungspunkt verschoben. Durch die Suche der Minimalhöhe wird eine maximale Auflösung ermöglicht.
Zusammenfassung (EN):
To maintain an energy-optimal flight state while conducting stationary observation with a tilt-wing UAV, the aircraft flies a circular path around the observation point. Selecting the appropriate flight altitude is crucial: the target object must remain fully visible at all times, yet the altitude must be low enough to ensure high resolution. Additionally, the radius of the circle must be determined. It has been shown that shifting the center of the circle relative to the observation point allows for a reduction in flight altitude. Therefore, this paper presents an algorithm to determine the minimum flight altitude and the optimal circle center relative to the observation point. The process begins by assuming a fixed radius for the circular flight path while accounting for the aircraft´s flight characteristics and operational limits, current wind conditions, and the specifications of the camera and gimbal. The algorithm operates iteratively, reducing the aircraft´s altitude until continuous observation of the target object is just barely maintained. To lower the altitude further, the center of the circle is shifted relative to the observation point. Minimizing the altitude in this way enables maximum resolution.
Veranstaltung:
Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2025, Augsburg
Verlag, Ort:
Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2026
Medientyp:
Conference Paper
Sprache:
deutsch
Format:
21,0 x 29,7 cm, 7 Seiten
URN:
urn:nbn:de:101:1-2610091229370.711276431436
DOI:
10.25967/650378
Stichworte zum Inhalt:
Energieeffizientes Fliegen, Kameraerfassung, UAV
Verfügbarkeit:
Kommentar:
Zitierform:
Hartmann, M.; Voget, N.; Moormann, D. (2026): Optimale Kreisbahn und Höhe zur Beobachtung eines Fixpunktes bei Wind. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/650378. urn:nbn:de:101:1-2610091229370.711276431436.
Veröffentlicht am:
09.10.2026