Raivo - Miniaturisierte Drohnen und vernetztes Zweiwegefahrzeug für digitale Güterbahnhöfe

Raivo verbindet ein autonomes Zweiwegefahrzeug mit miniaturisierten Drohnen, hybrider Ortung und sicherer Kommunikation zu einem kooperativen System für digitale Güterbahnhöfe.

Im Teilvorhaben der Professur für Informationstechnik für Verkehrssysteme der TU Dresden werden Verfahren und Systemarchitekturen für ein drohnenbasiertes Ortungs- und Kommunikationssystem entwickelt. Die Drohnen übernehmen dabei mehrere Funktionen: Sie erfassen die Umgebung aus erhöhter Perspektive, dienen als mobile Referenzpunkte für die Ortung und unterstützen das autonome Zweiwegefahrzeug als „fliegendes Auge“ beziehungsweise elektronische Deichsel.

Ein Schwerpunkt liegt auf der Kombination verschiedener Ortungs- und Kommunikationstechnologien. GNSS, Ultra-Wideband, LiFi, Bluetooth Low Energy und Inertialsensorik werden so miteinander verknüpft, dass sowohl im Freien als auch in abgeschatteten Bereichen eine robuste Positionsbestimmung möglich wird. Die gewonnenen Daten werden durch Verfahren der Sensorfusion zusammengeführt und in eine digitale Lagekarte des Rangierbereichs integriert.

Die LiFi-basierte elektronische Deichsel ermöglicht eine präzise Distanz- und Relativpositionsbestimmung zwischen Drohne und Fahrzeug. Gleichzeitig erlaubt die optische Datenübertragung eine latenzarme und gegenüber elektromagnetischen Störungen robuste Kommunikation. Damit kann die Drohne das Fahrzeug bei Navigation, Umfeldüberwachung und sicherheitsgerichteten Entscheidungen unterstützen.

Ein weiterer Forschungsgegenstand ist ein mobiles, selbstkonfigurierendes Ortungsnetz. Mehrere Drohnen können als fliegende Anker eingesetzt werden und dadurch fest installierte Infrastruktur teilweise ersetzen. Dies soll den Aufwand für Aufbau, Kalibrierung und Anpassung stationärer Ortungssysteme reduzieren.

Für den autonomen Drohnenbetrieb wird ein geschlossenes Drohnendock auf dem Zweiwegefahrzeug vorgesehen. Es ermöglicht automatisiertes Starten, Landen, Laden und den geschützten Transport der Drohnen. Durch den wechselnden Betrieb mehrerer Drohnen kann eine kontinuierliche Umfeld- und Lageerfassung erreicht werden.

Die Forschungsarbeiten des ITVS umfassen insbesondere:

hybride Indoor- und Outdoor-Ortung,
LiFi-basierte Kommunikation und Distanzmessung,
drohnenbasierte SLAM-Kartierung,
multisensorische Sensorfusion,
dynamische Objektverfolgung,
fliegende Ortungsanker,
Integration in eine digitale Lagekarte,
sowie sicherheitsgerichtete Entscheidungslogik.

Die entwickelten Verfahren werden zunächst in Labor- und Demonstrationsumgebungen in Dresden untersucht und anschließend gemeinsam mit den Projektpartnern in einer realen Rangierumgebung erprobt.

Ziel

Ziel ist ein robustes und infrastruktursparsames System zur sicheren Automatisierung von Rangierprozessen. Durch die Verbindung von Fahrzeug, Drohnen, Sensorik und digitalem Lagebild sollen Hindernisse früher erkannt, Positionen genauer bestimmt und Betriebsabläufe effizienter geplant werden.

Projektpartner

Bahnkonzept GmbH Deutschland
dresden elektronik ingenieurtechnik GmbH
Havelländische Eisenbahn AG
Technische Universität Dresden, Professur für Informationstechnik für Verkehrssysteme
G. Zwiehoff GmbH
Railway Areas Innovation Lab Berlin Brandenburg e. V. als assoziierter Partner

Projektlaufzeit

01.06.2026 bis 31.05.2029

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Robert Richter
Professur für Informationstechnik für Verkehrssysteme
Technische Universität Dresden
E-Mail:

Fördermittelgeber und Förderprogramm

Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt
Förderprogramm: KMU-innovativ
Technologiefeld: Elektronik und autonomes Fahren; Supercomputing