S400 Autonome Drohnen-Hindernisvermeidungstechniken

In den letzten Jahren haben Drohnen dank der Entwicklung intelligenter Technologien in verschiedenen Branchen wie Sicherheit, Inspektion und Vermessung Einzug gehalten und spielen dort eine zentrale Rolle. Gleichzeitig stellen jedoch diverse komplexe Einsatzumgebungen Herausforderungen an die Intelligenz und Flugsicherheit von Drohnen. Um die Flugsicherheit von Drohnen weiter zu erhöhen, entwickelt sich die Hindernisvermeidungstechnologie mit zunehmender Anwendungstiefe stetig weiter.

Die Hindernisvermeidungstechnologie ist eine intelligente Technologie, die es Drohnen ermöglicht, Hindernissen autonom auszuweichen. Das automatische Hindernisvermeidungssystem für unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) kann Hindernisse auf der Flugbahn rechtzeitig umfliegen und so Verluste durch Bedienungsfehler erheblich reduzieren.

Hinderniserkennungsstufe

Drohnen können Hindernisse lediglich wahrnehmen. Sobald eine Drohne auf ein Hindernis stößt, kann sie es schnell identifizieren und in der Luft schweben, um auf die nächste Anweisung des Drohnenpiloten zu warten.

Hindernisse überwinden

Die Drohne kann Tiefenbilder des Hindernisses erfassen und so dessen Konturen präzise erkennen und ihm anschließend autonom ausweichen. In dieser Phase entfällt die Steuerung durch den Piloten, und die Drohne fliegt autonom.

Szenenmodellierungs- und Pfadsuchephase

Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) können ein Kartenmodell des Fluggebiets erstellen und darauf aufbauend sinnvolle Routen planen. Dies ist derzeit der höchste Stand der UAV-Hindernisvermeidungstechnologie.

Diese drei Phasen beschreiben den Prozess der UAV-Hindernisvermeidungstechnologie: von der Hinderniserkennung durch die Drohne über die automatische Hindernisvermeidung bis hin zur selbstständigen Pfadplanung.

Infrarot-Hindernisvermeidung

Eine gängige Methode zur Infrarot-Hindernisvermeidung ist das Triangulationsprinzip. Der Infrarotsensor besteht aus einem Infrarotsender und einem CCD-Detektor. Er sendet Infrarotstrahlen aus und reflektiert diese auf das Objekt. Nachdem das reflektierte Licht vom CCD-Detektor empfangen wurde, variiert der Reflexionswinkel aufgrund der unterschiedlichen Entfernung D zum Objekt. Unterschiedliche Reflexionswinkel erzeugen unterschiedliche Offset-Werte L. Kennt man diese Daten und berechnet anschließend die Entfernung zum Objekt.

Ultraschall-Hindernisvermeidung

Das Prinzip der Ultraschall-Entfernungsmessung beruht darauf, dass Schallwellen an Hindernissen reflektiert werden. Da die Schallgeschwindigkeit bekannt ist, lässt sich aus der Laufzeitdifferenz zwischen Senden und Empfangen die Entfernung berechnen. Zusammen mit dem Abstand zwischen Sender und Empfänger kann so die tatsächliche Entfernung zum Objekt ermittelt werden.

Laser-Hindernisvermeidung

Die Laser-Hindernisvermeidung ähnelt der Infrarottechnik; auch hier werden Laserstrahlen ausgesendet und empfangen. Für Lasersensoren gibt es verschiedene Messmethoden, darunter Triangulation (ähnlich der Infrarottechnik) und Zeitdifferenz- plus Geschwindigkeitsmessung (ähnlich der Ultraschalltechnik).

Visuelle Hindernisvermeidung

Das Problem der Bildverarbeitung durch Roboter muss gelöst werden. Grundlage ist die Frage, wie man aus zweidimensionalen Bildern dreidimensionale Informationen gewinnt, um die dreidimensionale Welt, in der wir leben, zu verstehen.

Die zunehmende Verbreitung von Hindernisvermeidungsfunktionen ist ein allgemeiner Trend in der Entwicklung der UAV-Industrie. Dadurch erweitern sich die Einsatzmöglichkeiten von UAVs, sie können sich an komplexere und anspruchsvollere Flugumgebungen anpassen und Missionsanforderungen effizient und intelligent erfüllen. Zukünftig werden Drohnen von Hanvort, kombiniert mit vielfältigen Hindernisvermeidungstechnologien, in verschiedenen Branchen weit verbreitet eingesetzt und dadurch intelligenter.