Neue Horizonte für unbemannte Luftfahrzeuge

Außer bei Grenzpatrouillen und der Sicherheitsüberwachung helfen unbemannte Luftfahrzeuge (UAV) Feuerwehrleuten bei der Feuerbekämpfung und Landwirten bei der Bewässerung. Auch wenn UAV bereits am Himmel kreisen, ebnete ein neues EU-finanziertes Forschungsvorhaben einer neuen Generation von unbemannten Flugzeugen den Weg.

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Europäische Luftfahrtunternehmen eifern ihren US-amerikanischen Konkurrenten bei der Entwicklung von neuen Anwendungen nach. Auch eine Handvoll von Unternehmen in Asien investieren kräftig und auf eigene Faust in UAV der nächsten Generation. Im Bereich dieser UAV herrscht ein globaler Wettbewerb um eine führende Position in einem schnell wachsenden Markt. Die meisten Unternehmen forschen jedoch unabhängig, um die für die UAV erforderliche Autonomie zu erreichen. Mit dem EU-geförderten Projekt UECIMUAVS (USA and Europe cooperation in mini UAVs) sollte die Zersplitterung der Forschungsanstrengungen überwunden werden, indem enge und langfristige Verbindungen zwischen drei führenden Forschungszentren in Europa und den Vereinigten Staaten geschaffen wurden. Durch die Bündelung ihrer komplementären Fachkenntnisse erweiterte UECIMUAVS die Einsatzmöglichkeiten für UAV mithilfe einer sichtbasierten Navigation. Für die Echtzeitsteuerung entwickelten die Forscher neuen Algorithmen für Kameras und exterozeptive Sensoren, die deren Messungen nutzen, um Richtung und Orientierung besser zu bestimmen. Das neue System verbessert die Sehleistung, indem das Flugzeug lernt, sich selbst zurechtzufinden. Diese selbstlernende Fähigkeit ermöglicht es dem UECIMUAVS-System, aufzunehmen, was es "sieht", und sich anhand seiner Referenzdatenbank kontinuierlich und flexibel auf wechselnde Umgebungen anzupassen. In Flugtests mit dem neuen System auf Basis von Techniken für tiefes Lernen schätzte das UAV seine Richtung viel genauer als andere Navigationssysteme. Das System für die sichtbasierte Navigation zu einem Ziel wurde auch mit einem neuen Landealgorithmus vereint. Das Flugzeug aktualisiert seine Zielparameter für die Landung und findet den Weg zum Landeplatz mithilfe einer integrierten verhaltensbasierten Steuerung. Genauer gesagt umfassten die Projektergebnisse eine neue allgemeine Rahmen-Softwarestruktur mit der Bezeichnung Aerostack, mit deren Hilfe neue Software-Module für UAV entwickelt werden und Endanwender komplexe Missionen definieren können. Ein weiteres wichtiges Ergebnis des Projekts war eine Reihe von visuell basierten Tools zur Haltungsschätzung, die mit anderen üblichen Sensoren wie GPS und Höhenmesser vereint werden können, um Positionierung, Autonomie und Leistung zu verbessern. Diese Fortschritte kommen verschiedenen Arten von UAV zugute, von Multi-Rotor-Flugzeugen und Hubschraubern bis zu Starrflügelflugzeugen. Mehrere Sektoren können von der neuen Technologie profitieren, etwa die Präzisionslandwirtschaft, die industrielle Inspektion, die Feuerwehr und Grenzkontrollen. Auf der internationalen Konferenz mit Flugwettbewerb für Mikroluftfahrzeuge im Jahr 2013 in Toulouse, Frankreich, erhielt das UECIMUAVS-System den zweiten Preis in der Kategorie Dynamik im Innenraum und den ersten Preis für Autonomie im Innenraum. Die Preise unterstreichen die Innovation auf dem Gebiet und den Erfolg des Projekts.

Schlüsselbegriffe

Unbemannte Luftfahrzeuge, UAV-Autonomie, UECIMUAVS, Präzisionslandwirtschaft, Feuerwehr

USA and Europe Cooperation in Mini UAVs

Neue Horizonte für unbemannte Luftfahrzeuge

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