Autonome Drohnen

Drohnen haben Hochkonjunktur. Und zwar nicht nur als Hobbyfluggeräte: Immer mehr Anwender aus unterschiedlichen Branchen erkennen das Potenzial, das in ihnen steckt. IAV beschäftigt sich mit der Hardware-Entwicklung und der Automatisierung von Missionen.

Autonome Drohnen

Die Überwachung von Industrieanlagen ist eine vielversprechende Anwendung von Drohnen: Wird ein Alarm ausgelöst, startet das Fluggerät, um den Vorfall aus der Nähe zu untersuchen. Kameras an Bord liefern den Sicherheitsverantwortlichen aktuelle Bilder, so dass sie schnell über das weitere Vorgehen entscheiden können. Aber auch beim „Precision Farming“ spielen Drohnen eine zentrale Rolle: Sie können landwirtschaftliche Flächen abfliegen und beispielsweise 3D-Modelle oder Spektralbilder liefern, mit denen sich das Pflanzenwachstum bzw. die Bodenqualität ermitteln lassen. Und selbst in der Automobilentwicklung haben sie inzwischen ihren Platz: Das IAV-Messsystem AMADAEUS (Automatic Measurement of Antennas with a Drone Assisted Evaluation System) nutzt Drohnen, um Antennen von Fahrzeugen zu vermessen.

Für den optimalen Einsatz von Drohnen ist aber eine Menge Know-how erforderlich. Zum Beispiel bei der Flugsteuerung: Drohnen sollen ihre Missionen ohne menschlichen Eingriff erledigen und dabei selbstständig Hindernissen ausweichen können. Dafür hat IAV eine Automatisierungslösung entwickelt, die sich durch eine einfache Bedienoberfläche auszeichnet. Abhängig von externen Signalen kontrolliert die serverbasierte Steuerung den gesamten Flug, inklusive Start und Landung. Maschinelles Sehen und Objekterkennung unterstützen die Navigation und klassifizieren Objekte in Kamerabildern. Ein „Sense and Avoid“-System, Satellitennavigation, kamerabasierte Sensoren sowie ein automatisierter Ausweich- und Pfadplanungsalgorithmus sorgen für Sicherheit und maximalen Kollisionsschutz. Die IAV-Lösung lässt sich voll in bestehende Kundensysteme integrieren.

Oft stellen automatisierte Lösungen und die dadurch erschlossenen neuen Anwendungsfelder deutlich höhere Anforderungen an die UAS-Hardware (Unmanned Aircraft System). Reichweite und Nutzlast spielen hier eine zentrale Rolle. Durch unsere Automotive-Expertise kennen wir uns bestens mit Themen wie Leichtbau, hybride Antriebsstrangoptimierung für Verbrennungsmotoren mit unterschiedlichsten Kraftstoffen sowie E-Motoren und Brennstoffzellen aus. Unsere Simulationserfahrung haben wir dafür um den Bereich des Flächenflugs erweitert. Mit anderen Worten: Wir unterstützen unsere Kunden von der Anforderungsdefinition über Synthesekonfiguration und Design bis hin zur Validierung. Wir nutzen dafür unter anderem einen Propeller-Prüfstand, auf dem wir beispielsweise Schubmessungen für Motor-Propeller-Konfigurationen, Leistungsanalysen von Energiespeichern und Akustikuntersuchungen durchführen können.