Coverage Path Planning
Automatisierte Planung effizienter Abdeckungspfade
Coverage Path Planning beschreibt die Berechnung eines Pfades, mit dem ein Fahrzeug oder Roboter eine vorgegebene Fläche möglichst vollständig abdeckt. Dabei werden die Eigenschaften des Fahrzeugs sowie die Geometrie des Einsatzgebiets berücksichtigt.
Ziel ist nicht nur eine vollständige Abdeckung, sondern ein möglichst effizienter Pfad mit minimalem Zeit-, Energie- oder Ressourcenverbrauch. Unsere Coverage-Path-Planning-Lösung ermöglicht die automatisierte Generierung fahrbarer und effizienter Abdeckungspfade für beliebige Einsatzgebiete. Hindernisse, No-Go-Zones und komplexe Gebietsgeometrien werden dabei zuverlässig berücksichtigt. Das Ergebnis sind robuste, sichere und ressourcenschonende Trajektorien für autonome Systeme.
Unsere Lösung
Unsere mathematisch fundierte Lösung basiert auf einer vierstufigen Planungsstrategie. Diese gewährleistet robuste, effiziente und fahrbare Abdeckungspfade auch in komplexen Szenarien.
1. Zerlegung des Gebiets
Das Einsatzgebiet wird in einfach abfahrbare Zellen zerlegt. Randbereiche und Vorgewende können dabei separat behandelt werden.
Vorteile
- Beherrschung komplexer Geometrien
- Sichere Berücksichtigung von Hindernissen
- Skalierbar für große Einsatzflächen
2. Berechnung optimaler Fahrspuren
Für jede Zelle werden parallele Fahrspuren entsprechend der Arbeitsbreite erzeugt.
Vorteile
- Vollständige Abdeckung
- Geringe Überlappungen
- Optimierbare Arbeitsrichtung
3. Optimierung der Reihenfolge
Anschließend werden Reihenfolge und Verbindungen zwischen den Zellen optimiert.
Vorteile
- Kürzere Gesamtpfade
- Reduzierter Energieverbrauch
- Höhere Flächenleistung
4. Glättung und Fahrbarkeit
Die erzeugten Pfade werden unter Berücksichtigung fahrzeugspezifischer Beschränkungen geglättet.
Vorteile
- Realistisch fahrbare Trajektorien
- Einhaltung von Krümmungsgrenzen
- Produktionstaugliche Ergebnisse
Warum TOPAS?
Mathematisch fundiert: Jeder Planungsschritt basiert auf wissenschaftlich fundierten Verfahren.
Robust und produktionsreif: Unsere Algorithmen wurden für den Einsatz in autonomen Systemen entwickelt.
Individuell anpassbar: Die Lösung lässt sich auf unterschiedliche Fahrzeuge und Einsatzszenarien abstimmen.
Hohe Erfolgsquote: In umfangreichen Tests konnten für über 97 % der untersuchten Anwendungsfälle erfolgreiche Lösungen erzeugt werden.
Anwendungsbeispiele
Landwirtschaft
In der Landwirtschaft ermöglicht Coverage Path Planning die effiziente Planung von Fahrspuren für Aussaat, Düngung, Pflanzenschutz und andere Feldarbeiten. Die berechneten Pfade berücksichtigen dabei Feldgrenzen, Hindernisse und maschinenspezifische Anforderungen, um Überlappungen und Leerstellen zu minimieren. Dadurch lassen sich Betriebsmittel gezielter einsetzen, Arbeitszeiten verkürzen und die Flächenleistung moderner Landmaschinen steigern.
Drohnen & UAVs
Für Vermessungs-, Inspektions- und Monitoringaufgaben unterstützt Coverage Path Planning die automatische Generierung effizienter Flugrouten. Das System sorgt für eine möglichst vollständige Abdeckung des Einsatzgebiets und berücksichtigt gleichzeitig Hindernisse, No-Fly-Zones sowie die begrenzte Reichweite der Drohne. So können großflächige Missionen zuverlässig geplant und wertvolle Flugzeit optimal genutzt werden.
Maritime Anwendungen
Bei hydrographischen Vermessungen, Umweltmonitoring oder autonomen Missionen auf Gewässern hilft Coverage Path Planning dabei, große Einsatzgebiete systematisch und effizient abzudecken. Optimierte Routen reduzieren unnötige Fahrwege und ermöglichen eine zuverlässige Datenerfassung auch in komplexen Gebieten. Dies verbessert die Nutzung verfügbarer Ressourcen und erhöht die Effizienz maritimer Operationen.
Industrielle Oberflächenbearbeitung
In industriellen Anwendungen wie Sprühlackierung, Fräsbearbeitung oder Laserreinigung gewährleistet Coverage Path Planning eine gleichmäßige und vollständige Bearbeitung der Oberfläche. Durch die automatisierte Planung optimierter Bahnen lassen sich Bearbeitungszeiten reduzieren, Materialeinsatz optimieren und eine konstant hohe Prozessqualität sicherstellen. Auch komplex geformte Werkstücke können dabei zuverlässig bearbeitet werden.
Partner
Adlerblix
ADLERBLIX steht für innovative Drohnenvermessung, moderne Photogrammetrie und hochpräzise Luftbildaufnahmen. Mit langjähriger Erfahrung und modernster Drohnen- sowie Flächenflugzeugtechnik bietet das Unternehmen professionelle Vermessungslösungen für Bauwesen, Infrastruktur, Landwirtschaft, Naturschutz und öffentliche Auftraggeber.
Gegründet von Ingenieur Yannick Roßkamp, verbindet ADLERBLIX technisches Know-how mit praxisnahen Lösungen. Mithilfe autonom fliegender Systeme entstehen georeferenzierte Luftbilder, Orthofotos, 3D-Geländemodelle, Punktwolken und präzise Lagepläne – schnell, effizient und mit einer Genauigkeit von bis zu ±2 Zentimetern.
Von kleinen Projekten bis zu Flächen von mehreren hundert Hektar liefert ADLERBLIX zuverlässige Daten für fundierte Planungen und Entscheidungen. Zahlreiche erfolgreich realisierte Projekte unterstreichen die Kompetenz und den hohen Qualitätsanspruch des Unternehmens.
Ardudeck
ArduDeck ist eine moderne Bodenstation für jede Plattform. Eine App für ArduPilot, iNav und Betaflight, nativ auf Windows, Mac und Linux, mit Missionsplanung, Telemetrie, Parametern, Firmware-Flashing und Logauswertung. Quelloffen und kostenlos.
Wir schreiben Software und bauen Drohnen, beides selbst. ArduDeck ist unsere Bodenstation: eine quelloffene App für ArduPilot, iNav und Betaflight, nativ auf Windows, Mac und Linux, mit Missionsplanung, Telemetrie, Firmware-Flashing, SITL und Log-Analyse. Dazu entwickeln wir komplette UAV-Systeme, vom Airframe über Companion Computer bis zur Payload-Integration. Wer beide Seiten baut, muss keine Kompromisse an der Schnittstelle machen.
Haben Sie einen konkreten Use Case?
Wir integrieren Coverage Path Planning passgenau in Ihre Anwendung – von autonomen Fahrzeugen über Drohnen bis hin zu industriellen Automatisierungslösungen.