Drohnen – praxisbewährte, innovative Technologie für Industrie & Hobbybereich

Wenn die für das Militär entwickelte Hochtechnologie den zivilen Bereich erreicht, ist das immer ein Gewinn für Wissenschaft, Technik und private Anwender. Aufgrund der meist sehr hohen Geheimhaltungsstufe solcher Technologien kann sich dieser Prozess allerdings sehr lange hinziehen. Bei den Drohnen, im englischen Sprachraum offiziell unter der Abkürzung Unmanned Aerial Vehicle (UAV) bekannt, dauerte es etwa 80 Jahre, ehe sie von Privatanwendern verwendet werden konnten. Bereits Anfang der 30er Jahre des 20. Jahrhunderts setzte die britische Armee Zieldrohnen zu Übungszwecken ein. Im Jahre 2010 stellte der französische Hersteller Parrot SA auf der Internationalen Elektronikmesse in Las Vegas erstmals einen ferngesteuerten Quadrocopter vor, der auch gleich den Innovations Award für Electronic Gaming Hardware abräumte. Eine Drohne kaufen ist damit auch für den kleinen Geldbeutel erschwinglich geworden.

 

Arten und Funktionsweise

Drohnen im FlugeinsatzDie Größe von Drohnen reicht von einigen Zentimetern bis hin zu Größenordnungen eines Verkehrsflugzeuges. Die Steuerung kann vollständig automatisiert sein und mithilfe eines Computerprogramms oder vom Boden per Funksignal und Satellitentechnik erfolgen. Je nach Größe und Verwendungszweck werden verschieden Drohnenarten unterschieden. Im nichtmilitärischen Bereich kommen vorwiegend Minidrohnen zum Einsatz, die mit Bildaufzeichnungsgeräten und Sensoren ausgestattet sind und so Überwachungs- und Aufklärungsaufgaben erledigen können. Ihr Aktionsradius beträgt einige Kilometer. Diese Minidrohnen erreichen Flughöhen von einigen Hundert Metern.

Da die Bezeichnung Drohne zu sehr an Kriegseinsätze erinnert, ist der Name beim Einsatz für zivile Zwecke mit einer negativen Konnotation belastet.

In der Hobbyfliegerei immer noch gebräuchlich, wird der Begriff Drohne bei wissenschaftlich-technischen Anwendungen eher durch Begriffe wie Quadrocopter, Oktocopter oder Camcopter ersetzt. Im August 2013 wurde unter dem Namen Deficopter ein System vorgestellt, das über eine GPS-Steuerung zu Patienten einen Defibrillator transportieren kann.

 

Hobbyfliegerei mit DrohnenEine Drohne wird am Boden flugfähig gemacht

In der privaten Hobbyfliegerei hat der Einsatz von Drohnen seit der Entwicklung der AR.Drone 2.0 von der Firma Parrot stark zugenommen. Dabei
handelt es sich um einen ferngesteuerten Quadrocopter, der mittels einer App namens FreeFlight per Smartphone oder Tablet-PC gesteuert werden kann. Zwei Kameras liefern über ein WLAN-Modul Bilder an das Steuergerät, die mithilfe der App sofort auf Videoplattformen im Internet veröffentlicht werden können. Zusätzlich verfügt das Gerät über mehrere Sensoren, mit denen die Steuereigenschaften wesentlich verbessert werden. So sind zum Beispiel Flugmanöver wie Nicken, Rollen und Gieren möglich. Der Preis von unter 300 Euro für dieses Fluggerät macht dieses Hobby schon jetzt bezahlbar. Eine Drohne kaufen könnte daher bald selbstverständlich werden. Vorteilhaft ist auch das geringe Gewicht von weniger als fünf Kilogramm. So muss für den Betrieb der Drohne keine behördliche Genehmigung eingeholt werden. Allerdings ist das Fliegen mit einer Datenbrille nur dann erlaubt, wenn eine weitere Person den Flug der Drohne mit dem bloßen Auge verfolgt. Der Schweizer Raphael Pirker hat es in der Szene der Modellflugpiloten zu einiger Berühmtheit gebracht. Seine im Internet unter dem Pseudonym Trappy veröffentlichten Videos erreichen regelmäßig ein Millionenpublikum.

 

Der Einsatz in Wissenschaft und Technik

Ein weitaus größerer Gewinn wird jedoch durch den Einsatz von Drohnen in Wissenschaft und Technik erzielt. Hier bietet sich dem innovativen Fluggerät eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Besonders für die Erfassung und Dokumentation von Daten sowie die Lieferung von Grundlagenmaterial spielen Drohnen mittlerweile eine wichtige Rolle.

Im Bauwesen ist mit dem Einsatz von Drohnen eine Dokumentation sowohl der Gesamterscheinung eines Gebäudes oder Bauwerks möglich als auch eine Detailortung an schwer zugänglichen Stellen wie Fassaden, Brücken, Staumauern, Schornsteinen oder Dachflächen.

In der Archäologie können vermutete Fundbereiche durch Luftbildauswertung in Bezug auf Bodenverfärbung oder Umgebungsqualität eingegrenzt werden.

Im Bereich Gebäudemanagement und Industrieservice erleichtern Drohnen das Erstellen von Gutachten und Schadensanalysen an schwer zugänglichen Stellen, beispielsweise an Sendmasten, Hochbehältern oder Windkraftanlagen. Auch für die Dokumentation von Bauphasenprozessen und die Lage von Objekten zur Qualitätssicherung und zur Maßnahme begleitenden Überwachung ist durch den Einsatz von Drohnen denkbar.

Im Versicherungswesen dienen Drohnen der Beweissicherung und der Ermittlung von Gefährdungsstellen durch Abbildung von Geländeübersichten, Flächenausschnitten, ganzheitlicher Objekte oder Objektbezügen in unterschiedlichen Dimensionen.

Die Bahn setzt Drohnen, die mit Wärmebildkameras ausgestattet sind, zur Aufspürung von Graffiti-Schmierern ein. Energieversorger sichern den reibungslosen Ablauf von Kraftwerken unter anderem mit Drohnen. Die Polizei setzte Drohnen bereits bei der Suche nach Vermissten ein. Für Eventveranstalter sind Drohnen unter anderem hilfreich, um Besucherfrequenzen zu ermitteln oder als Attraktion für Shows, Messen und ähnlichen Veranstaltungen. Grundsätzlich ist der Einsatz von Drohnen immer dann sinnvoll, wenn eine professionelle Luftbild- und Luftvideoerfassung gefragt ist. Dabei ermöglichen unterschiedliche Kameraarten per Digitalfotografie oder Wärmebilderfassung die Umsetzung der verschiedensten Aufgabenstellungen.

 

Die Vorteile

  • Eine komplexe und systemübergreifende Datenverarbeitung mittels GPS, Fotogrammetrie oder CAD ermöglicht eine effiziente Planung notwendiger Maßnahmen.
  • Durch den Einsatz von Drohnen kann eine deutliche Kostenersparnis erreicht werden, da ihnen als Alternativen für Luftaufnahmen kostenintensive Einsätze von Hubschraubern, Industriekletterern oder Gerüsterstellung gegenüberstehen.
  • Der Einsatz von Drohnen ist ohne große Vorbereitung kurzfristig möglich.
  • Bilddaten können bei Bedarf sofort mittels UMTS und mobiler Büroeinheiten an Entscheidungsträger übermittelt werden.
  • Im Gegensatz zu Hubschraubern ist ein umweltfreundlicherer Einsatz auch in geringen Höhen von 3 bis etwa 100 Metern möglich.

 

Nachteile

Als wesentlicher Nachteil gilt beim Einsatz von Drohnen die Einhaltung von Datenschutzrichtlinien. Da die meisten Geräte mit Kameras ausgerüstet sind, ist eine Verletzung der Privatsphäre schnell möglich. Rechtlich ist der Einsatz von Drohnen nur bis einer Höhe von 100 Metern erlaubt. Auch in Bezug auf Reichweite von Akku und Fernbedienung haben Drohnen derzeit noch Nachteile gegenüber bemannten Fluggeräten. In windreichen Gebieten ergeben sich aufgrund des geringen Gewichts mitunter Probleme durch verwackelte Bildaufnahmen. Ein problemloser Einsatz ist nur bis zu einer Windstärke von 3 bis 4 möglich.

 

Technische Möglichkeiten

  • Direktübertragung von Bildern und Videos mit stufenloser Einstellung der Kamera im Bereich 90 Grad zwischen horizontaler und vertikaler Ausrichtung.
  • 360 Grad Panoramabilder durch Rotation der Drohne um die eigene Achse und Gimbal Stabilisierung.
  • Exakte geografische Einordnung in Position und Bildausschnitt durch Georeferenzierbarkeit der GPS-Daten.
  • GPS-Position-Hold-Funktion: Eine vorher definierte Höhe und Ausrichtung zum Objekt ermöglicht im GPS-Modus einen selbstständigen Flug der Drohne zu diesen Koordinaten und ihren Verbleib bis zu einem erneuten Positionswechsel.
  • Wegpunktnavigation: Hier können mehrere Koordinaten definiert werden, die die Drohne anschließend selbstständig abfliegt.
  • Sicherung sämtlicher Flugdaten per Speicherkarte an Bord des Fluggerätes zur weiteren Verarbeitung zwecks Planung und Auswertung.
  • Der Aktionsradius beläuft sich auf etwa 300 bis 800 Meter horizontal und bis zu 300 Meter vertikal. Auch bei eingeschränkter Sicht in bebautem Gelände ist die Steuerung möglich. Die Flugzeit beträgt je nach Ausstattung etwa 15 bis 30 Minuten.
  • Die Geräuschentwicklung einer Drohne entspricht etwa der eines Fernsehers bei Zimmerlautstärke oder der eines sprechenden Menschen bei normaler Unterhaltung. Sie liegt bei etwa 60 Dezibel und ist somit weitaus umweltfreundlicher als die Geräuschentwicklung eines Hubschraubers.

 

Neue Seiten

Forschung – aktuelle Trends aus der Wissenschaft

 

News:

02.06.2016 Die Vereinigung Cockpit (VC) fordert aufgrund der relativ häufigen „Beinahe-Kollisionen“ von Flugzeugen mit Drohnen deutlich mehr Aufklärung und strengere Regellungen für die zivile Nutzung von Drohnen.

Die Vereinigung Cockpit fordert daher:

  • Ausweichpflicht für unbemannte Luftfahrtsysteme
  • Handbuch/Anleitung beim Kauf von Drohnen
  • Betrieb nur in Sichtweite des Piloten
  • Räumliche Betriebsbeschränkung für Drohnen
  • Versicherungs- und Markierungspflicht
  • Verbesserte Sichtbarkeit für unbemannte Luftfahrtsysteme

01.06.2016 Kommt demnächst die Paketzustellung per Drohne? Die Post forscht schon länger an diesem Thema und testete bereits erfolgreich den DHL Paketkopter 3.0 der autonom mit dem Parcelcopter SkyPort zusammenarbeitet. Die Post entwickelt diese Systeme, um kostengünstig in geografisch schwer zugänglichen Gebieten, oder in Notsituationen, Paketsendungen zustellen zu können.

10.11.2015 Cleveres Drohnen Projekt via Projektfinanzierung über Crowdfunding erfolgreich gestartet:
Die „PhoneDrone Ethos“ wird über Crowdfunding Plattform Kickstarter schwarmfinanziert. Das Projekt nimmt ein Smartphone zur Steuerung als Payload mit an Bord. In Verbindung mit einem zweiten Smartphone am Boden als Steuerungseinheit kann die PhoneDrone Ethos damit ihre Position mittels GPS bestimmen, mit der Smartphone Kamera Aufnahmen tätigen usw.

08.11.2015 #Drohnenführerschein

Eine Kameradrohne in der LuftNeue gesetzliche Regelungen für Drohnen in der Luft sowie am Boden
: Bundesverkehrsminister Dobrindt plant die Kennzeichnungspflicht von Drohnen ab 500 g Gewicht.
Der Minister: „Private Drohnen nehmen ständig zu. Daraus entstehen neue Gefährdungspotenziale z. B. durch Kollisionen oder Abstürze. Ich werde die Nutzung von Drohnen deshalb neu regeln: Drohnen sollen zukünftig registriert werden, um den Eigentümer identifizieren zu können. Drohnen-Flüge in Wohngebieten, über Bundesfernstraßen, Eisenbahnlinien, Unglücksorten, Einsatzgebieten der Polizei oder Industrieanlagen werden verboten. Für den Betrieb von gewerblichen Drohnen werden zukünftig luftrechtliche Kenntnisse vorgeschrieben.“

Neu geregelt werden gewerbliche und private Einsätze von Drohnen:

 

Gewerblicher Einsatz:
Neuerdings werden Landesbehörden UAV’s auch ohne Sichtkontakt steuer dürfen, was bisher strikt verboten war.
Und am Wichtigsten: Kein gewerblicher Drohnenflug ohne Führerschein, für den das Luftfahrt-Bundesamt zuständig sein wird.

Private Nutzung
Privatnutzer dürfen zukünftig keine Höhen über 100 Meter befliegen, Voraussetzung ist immer der Sichtkontakt zum Flugobjekt.
17.04.2014 Renault stellt das Kwid Concept für den indischen Markt vor: tolles Car-Design mit eigener Flug-Drohne on Board. Hier gibt’s das  Kwid Concept Video

Quelle:renault

 

02.12.2013 Amazon mit Drohnenpaketzustelleung: Amazon plant die Zustellung von Pakten mit Octocoptern.

28.11.2013 Innerhalb von nur 21/2 Stunden sammelt das Startup e Volo für ein Drohnen Taxiauf der Crowdfunding Plattform Seedmatch 500.000 Euro ein.

14.09.2013 Eine AR.Drone 2.0 landet bei einem Wahlkampfauftritt unmittelbar vor dem Rednerpult von Bundeskanzlerin Angela Merkel. Das Video dazu hier.