Evaluierung einer Simulationsumgebung zur Umsetzung und Entwicklung eines selbstlernenden Reglers für autonome Wasserfahrzeuge

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist es zu zeigen, dass sich die vorgestellte Simulationsumgebung zur Umsetzung und Entwicklung eines selbstlernenden Reglers für autonome Wasserfahrzeuge eignet. Als Anwendungsgebiet wird ein bereits bestehendes Miniaturschiff gewählt. Die nötigen Berechnungen für die Simulation von Wasserdynamiken und Verfahren für die Entwicklung von selbstlernenden Algorithmen werden nachfolgend erklärt. Danach wird das Miniaturschiff in einer Simulation abgebildet und ein selbstlernender Regler zur Manövrierung implementiert. Die Leistung des selbstlernenden Reglers und die Genauigkeit der Simulation werden anschließend evaluiert. Die Ergebnisse dieser Evaluation zeigen, dass sich die Simulation aufgrund von verkürzten Entwicklungszyklen und flexiblen Testszenarien für die Entwicklung und Umsetzung eines selbstlernenden Reglers eignet. Außerdem reicht auch die Rechenleistung des Miniaturschiffs um die vorgestellten Softwareprozesse auszuführen. Probleme stellt noch die Genauigkeit der Simulation dar, die nicht abschließend bestimmt werden konnte.

The aim of this thesis is to show that an simulation environment for the implementation and development of a self-learning controller is suitable for autonomous vessels. The area of application is an already existing miniature ship. The necessary calculations for the simulation of water dynamics and methods for the development of self-learning Algorithms are explained subsequently. Afterwards the miniature ship is simulated and a self-learning controller for manoeuvring is implemented. The performance of the selflearning controller and the accuracy of simulation are afterwards evaluated. The results of this evaluation shows that the simulation is suitable due to shortened development cycles and flexible test scenarios for the development and implementation of a self-learning controller. In addition, the computing power of the miniature ship is also sufficient to execute the presented software processes. Problems are still posed by the accuracy of the simulation, which could not be conclusively determined.