Wenn Sie entwerfen, bauen oder liefern Autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV), Erstellen Sie ein Profil, um Ihre Kompetenzen zu präsentieren und mit Besuchern in Kontakt zu treten, die einen konkreten Bedarf an Ihren Lösungen haben.
Hersteller und Lieferanten von AUVs
Modernste unbemannte Systeme, Lösungen zur Abwehr von Drohnen und UxV-Technologie für das moderne Schlachtfeld
Modernste Navigations- und Ortungslösungen für unbemannte und robotergestützte Systeme
Hochpräzise Navigations- und Positionierungslösungen für unbemannte und autonome Fahrzeuge
Autonome und unbemannte Wasserfahrzeuge: USV, AUV, Marine-ROV; Profilierungsbojen und Schleppsysteme
Autonome USVs, AUVs und Missionsmanagementsysteme für Marineoperationen
Hybride Unterwasserrobotersysteme für den Einsatz unter Wasser in den Bereichen Zivilwesen, Sicherheit und Verteidigung
Führende Lösungen und Dienstleistungen für Verteidigungs-, Meeres- und Marineenergieanwendungen
Modernste autonome Unterwasserfahrzeuge und Unterwasserrobotersysteme
Unterwasser-Roboterfahrzeuge (ROV und AUV) für Inspektionen, Beobachtung und Videografie
Autopiloten für Schiffe, Kommunikationssysteme für unbemannte Wasserfahrzeuge, Energiemanagementmodule sowie Schiffssimulatoren und -software
Technologieüberblick über autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV)
Einführung in autonome Unterwasserfahrzeuge
Autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs) sind kabellose Roboterplattformen, die unter der Wasseroberfläche mit begrenzter oder gar keiner kontinuierlichen menschlichen Steuerung operieren. AUVs vereinen Navigation, Antrieb, Sensorik, Bordcomputer, Kommunikation und Missionssoftware, um Vermessungs-, Inspektions-, Forschungs-, Überwachungs-, Such- und Verteidigungsaufgaben durchzuführen.
Im Gegensatz zu ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen (ROVs) führen AUVs ihre Einsätze in der Regel ohne ständige physische Verbindung zu einem Bediener durch. Als Untergruppe der unbemannten Unterwasserfahrzeuge (UUVs) ermöglichen es ihre Bordsysteme, geplante Routen zu verfolgen, die Tiefe oder Höhe beizubehalten, Sensordaten zu erfassen, Gefahren auszuweichen und auf vordefinierte Änderungen der Betriebsbedingungen zu reagieren. Einige Fahrzeuge können zudem Teile einer Mission auf der Grundlage von Sensordaten, des Fahrzeugzustands oder der Navigationssicherheit anpassen.
Arten autonomer Unterwasserfahrzeuge
Propellerangetriebene AUVs
Boxfish AUV – kabelloses, schwebendes AUV von Boxfish Robotics
Propellerbetriebene AUVs nutzen Elektromotoren und Triebwerke, um Vorwärtsbewegung und Steuerung zu erzeugen. Durch ihr stromlinienförmiges Design eignen sie sich besonders gut für strukturierte Vermessungsmissionen, bei denen eine stabile Geschwindigkeit, ein effizienter Transport und eine konstante Tiefe wichtig sind. Diese Fahrzeuge sind in der Regel mit Sonar, Kameras, Navigationssystemen und Umweltsensoren ausgestattet, wobei die Betriebsdauer von der Batteriekapazität, der Geschwindigkeit, dem Nutzlastbedarf und den Betriebsbedingungen abhängt.
Schwebefähige AUVs
Ein schwebefähiges AUV nutzt mehrere Triebwerke, um bei niedrigen Geschwindigkeiten präzise zu manövrieren, sich seitlich zu bewegen und seine Position in der Nähe von Unterwasserstrukturen oder Zielen zu halten. Diese Fähigkeit ist nützlich für Nahinspektionen, detaillierte Bildaufnahmen, beengte Bereiche, archäologische Stätten und Unterwasseranlagen, bei denen kontrollierte Bewegung wichtiger ist als effiziente Fortbewegung über große Entfernungen.
Unterwasser-Gleiter
Ein AUV-Gleiter verändert seinen Auftrieb, um sich vertikal durch das Wasser zu bewegen, während Flügel diese Bewegung in eine langsame Vorwärtsbewegung umwandeln. Da diese Antriebsmethode relativ wenig Energie verbraucht, kann ein AUV-Gleiter über längere Zeiträume im Einsatz bleiben und eignet sich besonders für ozeanografische Forschung, die Profilierung der Wassersäule und die kontinuierliche Umweltüberwachung. Der Nachteil ist eine geringere Geschwindigkeit und eine eingeschränkte Fähigkeit, bei starken Strömungen die Position zu halten.
Kompakte und Mikro-AUVs
Bei kompakten und Mikro-AUV-Plattformen stehen Transportfähigkeit, schneller Einsatz und der Betrieb in Umgebungen im Vordergrund, in denen größere Fahrzeuge möglicherweise nicht praktikabel sind. Sie eignen sich für die Kartierung in flachen Gewässern, für Forschungs-, Inspektions- und Ausbildungszwecke sowie für Missionen mit mehreren Fahrzeugen, obwohl ihre geringere Größe in der Regel strengere Einschränkungen hinsichtlich Nutzlastvolumen, Batteriekapazität, Betriebsdauer und Sensoröffnung mit sich bringt.
Große und extragroße AUVs
Große und extragroße autonome Unterwasserfahrzeuge bieten mehr Innenraum für Batterien, Navigationsausrüstung, Sensoren und Missionsnutzlasten. Dies ermöglicht eine größere Reichweite, eine längere Betriebsdauer und komplexere Missionen, einschließlich großflächiger Vermessungen und dauerhafter Einsätze. Aufgrund ihrer größeren Abmessungen können zudem umfangreichere Vorkehrungen für Transport, Zu-Wasser-Lassung, Bergung, Wartung und Unterstützung erforderlich sein.
Stationäre AUV-Systeme
Stationäre AUVs sind so konzipiert, dass sie im oder in der Nähe eines Unterwasser-Einsatzgebiets verbleiben, anstatt nach jeder Mission zu einem Versorgungsschiff zurückzukehren. Ein stationäres AUV-System kann eine Unterwasser-Andockstation zum Laden, zur Datenübertragung, zur Zustandsüberwachung, für Navigationsaktualisierungen und zum Hochladen von Missionsdaten nutzen, was eine kontinuierlichere Inspektion oder Überwachung ermöglicht und gleichzeitig den routinemäßigen Einsatz von Schiffen reduziert.
Hybride autonome Unterwasserfahrzeuge
Hybride autonome Unterwasserfahrzeuge kombinieren den autonomen Betrieb mit Funktionen, die mit ferngesteuerten oder Interventionssystemen verbunden sind. Ein Fahrzeug kann zunächst eigenständig eine Vermessung durchführen, bevor es in den überwachten Steuerungsmodus wechselt; bei einigen Konstruktionen kommt ein Verbindungsseil zum Einsatz, wenn direkte Steuerung, Kommunikation mit höherer Bandbreite oder ein Eingriff erforderlich sind.
Wichtige Anwendungsbereiche von AUV-Systemen
Hydrographische und bathymetrische Vermessung
AUVs können hochauflösende bathymetrische und akustische Daten erfassen, während sie wiederholbare Routen nahe am Meeresboden verfolgen. Dies macht sie nützlich für die hydrografische Kartierung, Routenvermessung, Charakterisierung des Meeresbodens, Planung von Wasserbauvorhaben, Bewertung von Kabel- und Pipelinekorridoren sowie für andere Anwendungen, die auf detaillierte Kenntnisse des Unterwasserreliefs beruhen.
Inspektion von Offshore-Energieanlagen und Überwachung der Infrastruktur
Autonome Unterwasserfahrzeuge werden zur Inspektion von Pipelines, Unterseekabeln, Offshore-Windkraftanlagen, Förderanlagen und anderen unter Wasser befindlichen Anlagen eingesetzt. Sonar- und optische Sensoren können die Position der Anlagen, die Bedingungen des umgebenden Meeresbodens, den Vergrabungs- oder Freilegungsstatus, freie Spannweiten sowie sichtbare Merkmale erfassen, während wiederholbare Einsätze den Vergleich zwischen aufeinanderfolgenden Inspektionen ermöglichen.
Wissenschaftliche Forschung und Umweltüberwachung
Die AUV-Technologie ermöglicht es Forschern, Messungen in der gesamten Wassersäule und in der Nähe des Meeresbodens durchzuführen, ohne eine verkabelte Plattform kontinuierlich betreiben zu müssen. Die Fahrzeuge können Instrumente zur Messung von Temperatur, Salzgehalt, gelöstem Sauerstoff, Trübung, Chlorophyll, Strömungen sowie weiterer physikalischer, chemischer und biologischer Parameter mitführen. Wiederholte Einsätze können Forschern dabei helfen, Veränderungen im Zeitverlauf zu erfassen.
Suche und Ortung
Eine AUV-Drohne kann systematischen Vermessungsmustern folgen, um große Unterwassergebiete nach Wracks, verlorener Ausrüstung, geologischen Merkmalen oder anderen Objekten von Interesse zu durchsuchen. Sonar, Magnetometer und optische Sensoren können kombiniert werden, um Ziele zu erkennen, zu klassifizieren und zu lokalisieren, während eine präzise Navigation dabei hilft, die Ergebnisse zuverlässigen geografischen Positionen zuzuordnen.
Minenabwehr
AUVs können Missionen zur Minenabwehr unterstützen, indem sie potenziell gefährliche Gebiete vermessen, ohne dass Personal direkt über dem Suchgebiet eingesetzt werden muss. Eine autonome Unterwasserdrohne kann zur Erkennung, Klassifizierung, Lokalisierung und Kartierung minenähnlicher Objekte beitragen, wobei die Leistungsfähigkeit von der Sensorauflösung, der Navigationsgenauigkeit, den Umgebungsbedingungen und der Missionsautonomie abhängt.
Sensoren, Navigation und AUV-Nutzlasten
Die Leistungsfähigkeit von AUVs hängt von der Kombination aus Unterwassersensoren, Navigationstechnologien, Kommunikationssystemen und der in das Fahrzeug integrierten Bordverarbeitung ab:
- Sonarsysteme: Side-Scan-, Multibeam-, Synthetic-Aperture-, Forward-Looking- und Sub-Bottom-Sonartechnologien können die Bildgebung des Meeresbodens, die bathymetrische Kartierung, die Hinderniserkennung, die Zielidentifizierung und die Inspektion von Infrastruktur unterstützen.
- Kameras und optische Bildgebung: Standbildkameras, Videosysteme, Beleuchtung und Lasermessung können detaillierte Bilder liefern, sofern die Wasserklarheit und die Betriebsentfernung eine effektive optische Inspektion ermöglichen.
- Ozeanografische und Umweltsensoren: CTDs, Fluorometer, Sensoren für gelösten Sauerstoff, Strömungsprofiler und Trübungssensoren unterstützen physikalische, chemische und biologische Messungen.
- Akustische Positionsbestimmung: Ultra-Short-Baseline- (USBL), Short-Baseline- (SBL) und Long-Baseline- (LBL) Systeme können externe Positionsdaten oder Navigationsaktualisierungen liefern, während sich das Fahrzeug unter Wasser befindet.
- Trägheits- und Geschwindigkeitsnavigation: Trägheitsmesseinheiten (IMUs) und Trägheitsnavigationssysteme (INS) schätzen Bewegung und Position kontinuierlich ab. Doppler-Geschwindigkeitsmesser (DVLs), Tiefensensoren, Kompasse sowie akustische oder geländebasierte Aktualisierungen werden üblicherweise eingesetzt, um kumulierte Navigationsfehler zu begrenzen.
- GNSS und Positionsbestimmungen an der Oberfläche: Signale des Global Navigation Satellite System (GNSS) dringen normalerweise nicht ausreichend durch das Meerwasser, um eine Navigation unter Wasser zu ermöglichen; daher kann ein autonomes Unterwasserfahrzeug vor einer Mission oder während geplanter Auftauchintervalle an der Oberfläche eine Satellitenposition ermitteln.
- Tiefensensoren und Höhenmesser: Drucksensoren messen die Tiefe des Fahrzeugs, während akustische Höhenmesser den Abstand zum Meeresboden bestimmen und die Geländeanpassung oder eine kontrollierte Vermessungshöhe unterstützen.
- Unterwasserkommunikation: Akustische Modems können Statusmeldungen, Befehle oder den Datenaustausch mit geringer Bandbreite während des Unterwasserbetriebs unterstützen, während größere Datensätze häufig erst nach dem Auftauchen oder Andocken übertragen werden.
Die am besten geeignete Nutzlastkonfiguration hängt von den Missionszielen, der verfügbaren Energie, der erforderlichen Navigationsgenauigkeit, der Stabilität des Fahrzeugs, den Kommunikationsanforderungen, dem Datenvolumen, dem verfügbaren Innenraum sowie den Einschränkungen bei Start und Bergung ab.
Neue Trends in der AUV-Technologie
Mehrere Entwicklungsbereiche erweitern die Fähigkeiten und Betriebsmodelle autonomer Unterwasserfahrzeuge:
- Kooperative AUV-Flotten und -Schwärme: Ein AUV-Schwarm kann Erfassungs- oder Vermessungsaufgaben auf mehrere Fahrzeuge verteilen, wodurch die Abdeckung erhöht und koordinierte Missionsstrategien unterstützt werden. Die Unterwasserkommunikation und -lokalisierung stellen weiterhin praktische Einschränkungen dar.
- Dauerhafte Unterwasserautonomie: Ständig im Einsatz befindliche Fahrzeuge, das Andocken unter Wasser, automatisiertes Aufladen und autonome Datenübertragung ermöglichen längere Einsatzzeiten bei geringerem routinemäßigem Support von der Oberfläche.
- Fortschrittliche Unterwassernavigation: Verbesserungen bei der geländebezogenen Navigation, der simultanen Lokalisierung und Kartierung (SLAM), akustischen Hilfsmitteln, kooperativer Positionierung und der Sensorfusion an Bord tragen dazu bei, dass AUVs auch dort präziser operieren können, wo keine Satellitennavigation verfügbar ist.
- Verbesserte Energieversorgung und Antrieb: Energiespeicher mit höherer Kapazität, effiziente Antriebe, Elektronik mit geringerem Stromverbrauch sowie eine energiebewusste Missionsplanung können die Ausdauer verlängern und die nutzbare Reichweite erhöhen.
Diese Entwicklungen beeinflussen auch die Herangehensweise von AUV-Herstellern und Unternehmen für autonome Unterwasserfahrzeuge an die gesamte Fahrzeugkonstruktion. Eine höhere Rechenleistung an Bord und größere Autonomie können den Bedienereingriff reduzieren, doch die praktische Leistungsfähigkeit hängt nach wie vor von Energieversorgung, Kommunikation, Navigationsgenauigkeit, Umgebungsbedingungen, Anforderungen an die Nutzlast sowie einer zuverlässigen zu- und Rückführung ab.





