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PG 576: AgES - Aspektgetriebene Entwicklung sicherer Steuerungssysteme

Ablauf der Projektgruppe

Informationen

Zusammenfassung des Themas

Moderne Steuerung von Flug- und Fahrzeugen geht über eine 1:1-Übertragung von Eingabeimpulsen hinaus. So reagiert zum Beispiel die Servolenkung im Auto je nach aktueller Geschwindigkeit unterschiedlich, und Steuersignale für Höhen-, Quer- und Seitenruder im Flugzeug werden abgestimmt, um ein ruhigeres Fluggefühl zu vermitteln. Häufig kommen derartige Steuerungen auch zum Einsatz, um die Sicherheit zu erhöhen, beispielsweise bei automatischen Bremssystemen im Auto oder um Flugmanöver zu unterbinden, die das Flugzeug in einen instabilen Zustand versetzen können.

In der Projektgruppe wurden solche Steuerungslogiken als Prozesse modelliert und diese mit Konzepten der aspektorientierten Programmierung transformiert, sodass zusätzliche Features orthogonal zur Steuerung spezifiziert und in beliebige Steuerungprozesse hineingewebt werden können.


Arbeit der Projektgruppe

Dazu wurde auf Basis des Java Application Building Center (jABC) ein sicheres Steuersystem für eine Quadrokopter konzipiert und entwickelt. Dazu wurden mehrere Komponenten implementiert:

  1. Eine generische Schnittstelle, um sowohl einen realen Quadrokopter (eine Parrot.AR Drone) als auch eine Simulation ansteuern zu können
  2. Eine Simulationsumgebung auf Basis der Software V-REP, um Experimente in einer ungefährlichen Simulationsumgebung durchführen zu können
  3. Eine Steuerschnittstelle, die manuelle Eingaben und die von automatisierten Prozessen vereinheitlicht
  4. Ein Steuerungsmodell, welches die Eingabeverarbeitung als Prozess realisiert
  5. Missionsmodelle, die Prozesse zur autonomen Steuerung des Quadrokopters darstellen
  6. Ein Aspektweber, der erlaubt, beliebige jABC-Prozesse mit Konzepten der aspektorientierten Softwareentwicklung zu erweitern und dadurch die Steuerungs- und Missionsmodelle um Sicherheits- und andere Features anzureichern.

Aus der Arbeit der Projektgruppe entstand eine Sammlung an Werkzeugen, um Konzepte aus Aspektorientierung und Prozessmodellierung zu verbinden, um am Beispiel eines Quadrokopters sichere, unfallfreie Steuerung zu gewährleisten.

Materialien


Endbericht

Der Endbericht der Projektgruppe ist bei Eldorado verfügbar.


Nebeninhalt

Kontakt

Dipl.-Inf. Oliver Bauer
Dipl.-Inf. Michael Lybecait
Dipl.-Inf. Stefan Naujokat
Prof. Dr. Bernhard Steffen