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Lehrstuhl für Informatik 4
Projekt
Studien- und Diplomarbeiten

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Das I4Copter Projekt

 
 

Aktuelles

Entwicklung:  Erster Prototyp des I4Nano v2 kommt von Bestücker. Testberichte folgen in Kürze!

Projekt


I4Copter Project Flyer

Der I4Copter hat seinen Ursprung im CoSa Projekt, wo er als Demonstrator für echt sicherheitskritische Systemsoftware eingesetzt wird. Stärker als zu Anfang angenommen erwies sich das Projekt während der Entwicklung des Prototypen als Herausforderung, sowohl im Sinne der Systemkomplexität als auch in den Anwendungsmöglichkeiten. So stellt die für die Regelung, Navigation und Kommunikation notwendige Software eine umfassende und anspruchsvolle Anwendung für die zugrunde liegende Systemsoftware dar. Aus diesem Grund hat sich der I4Copter schnell als anschauliche Plattform für die verschiedensten Aspekte der Forschungsaktivitäten im Bereich der Systemsoftware etabliert. Dadurch profitieren auch andere Forschungsprojekte, wie zum Beispiel CiAO, von den Möglichkeiten als Demonstrator und Evaluationsplattform.

Neben der Software beinhaltet die Entwicklung eines Quadrokopters eine Reihe von weiteren Herausforderungen anderer Ingenieursdisziplinen wie zum Beispiel der Konstruktions-, Fertigungs- und Regelungstechnik. Dadurch hat sich der I4Copter von einem Informatik zu einem echt interdisziplinären Projekt entwickelt und umfasst heute starke Partner aus anderen Bereichen der Forschung. So zeigt sich auch eindrucksvoll der Nutzen und die Notwendigkeit solch interdisziplinärer Projekte für eine praxisnahe Lehre, dies gilt im Besonderen auch für die kombinierter Studiengänge (z.B. Mechatronik oder Computational Engineering).

Team


Bilder


Prototyp V2.2 im Flug

Aktueller Prototyp V2.4

Neu entwickeltes Sensor PCB
Herzlichen Dank an Frau Karvelis für die perfekte Bestückung

Zentralstück für den neuen Rahmen

Rahmen von Prototyp V2

Videos

Playlist:


Publikationen

(automatisch exportiert durch UnivIS)

2011

Ulbrich, Peter ; Kapitza, Rüdiger ; Harkort, Christian ; Schmid, Reiner ; Schröder-Preikschat, Wolfgang:
I4Copter: An Adaptable and Modular Quadrotor Platform.
In: ACM (Hrsg.) : Proceedings of the 26th ACM Symposium on Applied Computing
(26th ACM Symposium on Applied Computing (SAC '11), TaiChung, Taiwan, 21 March 2011).
New York, NY, USA : ACM, 2011, S. 380-396. - ISBN 978-1-4503-0113-8
Stichwörter: I4Copter; Safety-critical mission scenario; Real-time application development; Static analysis; Research demonstrator; Quadrocopter; Quadrotor; Quadcopter
[doi>10.1145/1982185.1982267]

Ulbrich, Peter:
Safety-critical Embedded Systems: From Theory to the (Flying) Real World.
Vortrag: Lehrstuhl für Informationstechnik für Luft- und Raumfahrt,
Universität Würzburg, 18.01.2011
Stichwörter: Redundanz, I4Copter, eingebettete Systeme, embedded Systems, Echtzeitsysteme, Quadrocopter, sicherheitskritische Systeme, CoSa, CoRed

Ulbrich, Peter ; Franzmann, Florian:
Safety-critical Embedded Systems: From Theory to the (Flying) Real World.
Vortrag: Eingebettete Systeme und Betriebssysteme,
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, 08.11.2011
Stichwörter: Redundanz, I4Copter, eingebettete Systeme, embedded Systems, Echtzeitsysteme, Quadrocopter, sicherheitskritische Systeme, CoSa, CoRed

Ulbrich, Peter:
Software-Based Redundancy Techniques for High-Reliability Embedded Real-Time Systems.
Vortrag: Brown Bag Talks, Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz (DFKI),
Bremen, 19.04.2011
Stichwörter: Redundanz; I4Copter; eingebettete Systeme; embedded Systems; Echtzeitsysteme; Quadrocopter; sicherheitskritische Systeme; CoSa; CoRed

2010

Ulbrich, Peter ; Elsner, Christoph ; Hoffmann, Martin ; Schmid, Reiner ; Schröder-Preikschat, Wolfgang:
Using MARTE in Code-centric Real-time Projects Providing Evolution Support.
In: Boulet, Pierre ; Cancila, Daniela ; Espinoza, Huascar ; Morawiec, Adam (Veranst.):
Proceedings of the First Workshop on Model Based Engineering for Embedded Systems Design (M-BED 2010)
(First Workshop on Model Based Engineering for Embedded Systems Design (M-BED 2010), Dresden, Germany, 03/12/2010).
2010, S. 25-29.
Stichwörter: Real-time System; MARTE; Reverse Engineering; I4Copter

2009

Ulbrich, Peter:
Challenges in real-time application development - The I4Copter project.
Vortrag: Invited talk, University of Salzburg,
Computational Systems Group, 13.05.2009
Stichwörter: I4Copter; Safety-critical mission scenario; Real-time application development; Static analysis; Research demonstrator; Quadrocopter

Studien- und Diplomarbeiten

(automatisch exportiert durch UnivIS)

Offene Themen

Laufende Arbeiten

Abgeschlossene Arbeiten

A Multi-OS Hardware Abstraction Layer for the I4Copter Project (QC_PASST_M3)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Dr.-Ing. Martin Hoffmann, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat


Deterministische Telemetrie-Datenübertragung mit CiAO/IP im I4Copter (QC_CiAO_IP)
Bearbeiter: Florian Lukas (beendet am 01.04.2013 )
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich


Ein Miniaturquadrokopter als Plattform für mobile, adaptive Sensornetzwerke (QC_I4N)
Bearbeiter: Peter Blank (beendet am 03.11.2011 )
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Dr.-Ing. Martin Hoffmann, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat


Entwicklung einer zustandsbasierten Fluglageregelung für einen Quadrokopter (QC_TTC)
Bearbeiter: Rebhan Anja (beendet am 27.11.2012 )
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Harkort, Christian, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat, Prof. Dr.-Ing. habil. Günter Roppenecker


Entwicklung und Konstruktion eines Leichtbau-Tragwerks für einen Quadrokopter (QC_TW2)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Sandro Wartzack, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat, Tremmel, Stephan, Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich


Entwicklung und Konstruktion eines modularen, robusten Tragwerks für einen Quadrokopter (QC_TW1)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Sandro Wartzack, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat, Tremmel, Stephan, Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich


Entwurf und Implementierung einer Systemabstraktionsschicht für das I4Copter-Framework (QC_OSAL)
Bearbeiter: Jens Schedel (beendet am 01.10.2010 )
Betreuer: Dr.-Ing. Michael Stilkerich, Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Prof. Dr.-Ing. habil. Daniel Lohmann


Entwurf und Implementierung eines sicheren Kommunikationsframeworks für Flugdrohnen (QC_COM)
Bearbeiter: Franzmann Florian (beendet am 31.12.2009, Ausarbeitung...)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat


Konzeption und Implementierung einer GPS gestützten Wegpunktnavigation für Quadrokopter (QC_WPN)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat


Konzeption und Implementierung einer Lagerregelung für einen Quadrokopter (QC_FC_NG)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Harkort, Christian, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat


Konzeption und Realisierung einer flexiblen Steuerungselektronik für einen Modellquadrocopter (QC_EE)
Bearbeiter: Müller Torsten (beendet am 31.03.2010 )
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat, Prof. Dr.-Ing. Bernhard Piepenbreier, i. R.


Quality-aware Digital Signal Processing for Real-time Systems (QC_SS)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat


Realisierung einer prototypischen Lagekontrolle für einen Modell-Quadrocopter (QC_LK)
Bearbeiter: Benedikt Dremel (beendet am 31.05.2008, Ausarbeitung...)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat


Realisierung einer prototypischen Steuerungssoftware für einen Quadcopter (QC_SS1)
Bearbeiter: Sebastian Harl (beendet am 31.05.2008, Ausarbeitung...)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat


Realisierung einer prototypischen Steuerungssoftware für einen Quadcopter (QC_SS2)
Bearbeiter: Sebastian Kotulla (beendet am 31.05.2008, Ausarbeitung...)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat


Semi-autonome Höhenregelung eines Quattrokopters unter Einsatz eines heterogenen Sensorsystems (QC_SE_NG)
Bearbeiter: Tobias Klaus (beendet am 02.04.2012, Ausarbeitung...)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Harkort, Christian, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat, Prof. Dr.-Ing. habil. Günter Roppenecker


Systemanalyse des I4Copters mittels Motion Tracking (QC_MOTION_TRACKING)
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Peter Ulbrich

Partner

Lehrstuhl für
Regelungstechnik
Lehrstuhl für Regelungstechnik
Lehrstuhl für Konstruktionstechnik
Lehrstuhl für Fertigungstechnik
Mechanik- und Elektronikwerkstatt
der Technischen Fakultät
Siemens Corporate Technology SE2, München
Besonderer Dank an:

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