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Luftfahrzeuge

Wo Drohnen lernen, selbstständig zu fliegen

Im Mittelpunkt der Forschung steht die selbstständige Navigation von Drohnen mithilfe an Bord montierter Kameras.
Im Mittelpunkt der Forschung steht die selbstständige Navigation von Drohnen mithilfe an Bord montierter Kameras.Imago
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Wenn Wissenschaftler Drohnen steigen lassen, dann stecken Forschungszwecke dahinter. An der Klagenfurter Uni steht für Flugexperimente eine eigene Halle mit Hightech-Ausstattung bereit.

Sie wäre wohl der Traum jedes Hobby-Modellfliegers: die Drohnenflughalle der Uni Klagenfurt. Dutzende Luftfahrzeuge schwirren in dem zehn Meter hohen Trakt mitunter gleichzeitig umher – alles freilich für den wissenschaftlichen Zweck. „Wir versuchen unter anderem, durch Messungen und Experimente die Steuerung der Drohnen zu optimieren“, erklärt Stephan Weiss vom Institut für Intelligente Systemtechnologien.

Beäugt werden die Flugzeuge auf ihren Runden nicht nur von den Forschern, sondern auch von den 37 Kameras des Tracking-Systems, des „Herzstücks“ der Halle. Hochpräzise Kameras erlauben es, die Koordinaten jeder Drohne zu jeder Zeit punktgenau zu erfassen. Dazu werden Infrarotstrahlen ausgesendet, die durch Reflektoren an den Fluggeräten zurückgeworfen und von den Kameras als helle Punkte erfasst werden. Eine Computer-Software wertet die gleichzeitig aus unterschiedlichen Perspektiven aufgenommenen Bilder aus und kann dadurch die räumliche Position der Luftfahrzeuge definieren. Diese exakte Lokalisierung ist Voraussetzung, um die Steuerung zu verbessern und Drohnen noch praxistauglicher zu machen.

Im Mittelpunkt der Forschung steht die selbstständige Navigation von Drohnen mithilfe an Bord montierter Kameras. „Die Infrarot-Installation in der Halle hilft, die Korrektheit der Daten der On-Board-Navigationsinstrumente zu überprüfen und diese damit weiterzuentwickeln“, erläutert Weiss. Ist auf die Steuerung Verlass, können sich die Wissenschaftler auf andere Fragestellungen fokussieren. „Da kann es beispielsweise um die Objekterkennung gehen, also darum, dass die Drohnen Hindernissen ausweichen.“

 

Zum Patent angemeldet

Bereits patentiert ist ein von den Kärntner Forschern entwickeltes System, bei dem die Steuerung der Fluggeräte den Ausfall einzelner Komponenten selbsttätig kompensiert. Weiss nennt ein Beispiel: „Ist ein Helikopter mit Navigationskameras, Drucksensoren und GPS ausgestattet und ist das GPS gestört oder liefern die Drucksensoren falsche Daten, so erkennt der Algorithmus, dass hier unzuverlässige Signale vorliegen, lässt die entsprechende Datenquelle vorübergehend unberücksichtigt und sorgt dafür, dass der Flug trotzdem komplikationslos fortgesetzt wird.“

Dass die Flughalle auch mit 5G-Technologie ausgestattet ist, ermöglicht die schnelle Kommunikation zwischen einzelnen Drohnen. Diese können dann gemeinsam, ähnlich einem Vogelschwarm in der Natur, selbstorganisiert und ohne zentrale Vorprogrammierung fliegen. Auch Bodenroboter werden in die Versuche eingebunden. „Sie sind mobil und man kann sie unter anderem mit Ladestationen versehen“, sagt Weiss. „Die Drohnen orten die Roboter und steuern sie an, wenn ihr Akku zur Neige geht. Damit sind im Praxiseinsatz große Reichweiten möglich, da die Drohnen nicht immer wieder zu einer stationären Ladeeinrichtung zurückkehren müssen.“

Die Flughalle, die mehr als 1300 Kubikmeter Raum umfasst und vor eineinhalb Jahren in Betrieb genommen wurde, ist Teil des Drohnen-Hub Klagenfurt, der weltweit zu den Top-Einrichtungen bei der Erforschung selbststeuernder Fluggeräte zählt. Sie ist die modernste in Europa und steht auch der Industrie für Testzwecke sowie Studierenden für Projektarbeiten zur Verfügung.

IN ZAHLEN

100Meter ist die Drohnenflughalle in Klagenfurt lang. Durch Zusammenschluss mit einer angrenzenden Halle kann sie auf 150 Meter erweitert werden.

29.000Pilotinnen und Piloten verfügen derzeit in Österreich über einen Drohnenführerschein und damit die Berechtigung zum Fliegen von Geräten mit mehr als 249 Gramm Gewicht.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 15.05.2021)