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Sensor Fusion and Assured Navigation

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#50477 / #5

Seit WiSe 2025/26

Deutsch, Englisch

Sensor Fusion and Assured Navigation

6

Uijt de Haag, Maarten

Benotet

Portfolioprüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Luft- und Raumfahrt

35341700 FG Flugführung und Luftverkehr

Verkehrswesen

Kontakt


F 3

Uijt de Haag, Maarten

maarten.uijtdehaag@tu-berlin.de

http://www.ff.tu-berlin.de

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Kurses verfügen die Studierenden über: Kenntnisse über: · Grundlegende Funktionalität eines Navigationssystems · Definition von Navigationsleistungsparametern (Genauigkeit, Integrität, Verfügbarkeit und Kontinuität) und deren Beziehung zur Sicherheit · Verschiedene Ansätze zur integrierten Navigation und Sensorfusion · Grundlagen deterministischer und stochastischer Modelle, entweder linear oder nichtlinear · Zustandsschätzungstheorie im Kontext der Navigation · Kalman-Filter: linear, linearized und extended · Anwendungsbeispiele für Kalman-Filter: GNSS/Inertial-Integration und geländeunterstützte Navigation · Andere nichtlineare Schätzer: Unscented Kalman Filter (UKF) und Partikelfilter (PF) · Smoothing und Faktorgraph-Optimierung · Leistungsaspekte von Navigationsschätzern einschließlich Integritätsüberwachung · Visueller Entfernungsmesser (VO) und visueller Inertialentfernungsmesser (VIO) · Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) · Kollaborative Navigationsmethoden Fähigkeiten: • Messgleichungen und Dynamikmodelle für verschiedene Integrationsansätze erstellen können • Eine grundlegende Integrationsmechanisierung (unter Verwendung der verschiedenen Schätzmethoden) oder SLAM-Architektur erstellen können • Diese Algorithmen in Python implementieren können • Die erforderliche Navigationsleistung (z. B. Genauigkeit und Verfügbarkeit) des integrierten Navigationssystems beurteilen können Kompetenzen: • Identifiziere Sensoren oder Navigationshilfen, die integriert werden könnten, um bestimmte Anforderungen an die Navigationsleistung zu erfüllen • Löse Probleme der integrierten Navigation in kleinen Gruppen

Lehrinhalte

Vorlesung: · Einführung in die Sensorfusion und sichere Navigation · Grundlagen deterministischer und stochastischer Modelle · Schätztheorie im Kontext der Navigation · Linearer Kalman-Filter (KF) · Linearisierte und extended Kalman-Filter (KF, LKF, EKF) und ihre Leistungsanalyse · GNSS/INS-Integration · Unscented Kalman Filter (UKF) und Partikelfilter (PF) · Gelände-/kartengestützte Navigation · Smoothing und Faktorgraph-Optimierung · Leistungsbewertung und Integritätsüberwachung · Visueller Entfernungsmesser (VO) und visueller Inertialentfernungsmesser (VIO) · SLAM · Kollaborative Navigation Tutorials: · Positionsberechnung mit mehreren Navigationssensoren mit KF und EKF: GNSS/INS und geländeunterstützte Navigation · Integritätsüberwachung in einer GNSS/Inertial-Integration · Odometrie mit Monokular- und Stereokameras · Kollaborative geländeunterstützte Navigation · Integrierte Laserscanner-Daten mit Inertialmessungen · Berechnung der Flugbahn und gleichzeitige Erstellung einer Karte der

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Sensor Fusion and Assured NavigationIV3534 L 660WiSeen4
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Sensor Fusion and Assured Navigation (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.08.0h120.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Vorlesungen: • Präsentationen mit Beispielen • Demonstrationen • Gastvorträge Übungen: • Präsentationen mit Beispielen • Demonstrationen Hausaufgaben: • Bearbeitung individueller Hausaufgaben in kleinen Gruppen

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

• Flugführung und Luftverkehr - Grundlagen, Flugführung • Aircraft Navigation • Lineare Algebra, Analysis I • Differentialgleichungen • Kinematik und Dynamik

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Englisch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
Exam50schriftlich75 min
Homework/report35schriftlichca. 20 min
Short Test15schriftlichca 16.000 character/group

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt95.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt65.0pt60.0pt55.0pt50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Individual: • Written exam about entire course content (lecture and tutorials) • Written short testat about specific course content (lecture and tutorials) Group: • Homework/report

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 60.

Anmeldeformalitäten

QISPOS, Prüfungsamt

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Keine empfohlene Literatur angegeben

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)12WiSe 2025/26SoSe 2026
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)23WiSe 2025/26SoSe 2026

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe