Klein, leicht und selbständig

Weltweit wird geforscht und getüftelt, um Mikro-Helikopter laufend weiter zu entwickeln und zu verbessern. Die heutigen Flugroboter sind allerdings noch groß und schwer. Beim Einsatz im freien Feld sind sie oft abhängig von GPS oder von einem trainierten Piloten, der den Flugroboter mit einer Fernbedienung steuert. Im Rahmen des EU-Projekts „sFly“ haben ETH-Ingenieure nun eine neue Art von Flugrobotern entwickelt, die sowohl in Innenräumen wie auch im Freien fliegen können.

Diese Flugroboter sind mithilfe von Kameras und einem Mini-Computer an Bord in der Lage, ihren Flug zu stabilisieren und sich zu orientieren, ohne für die Navigation auf eine Verbindung zur Bodenstation angewiesen zu sein. Dabei werden die Flugbewegungen des Helikopters in Echtzeit aus den Kamerabildern berechnet und von einer Flugsteuereinheit mit den Sollwerten verglichen und bei Abweichungen korrigiert.

Die neue Technologie hat zwei gewichtige Vorteile gegenüber GPS-basierten Flugrobotern: Zum einen funktionieren sie sowohl im Freien wie auch in geschlossenen Räumen. Zum andern können die Flugroboter auch dann noch navigieren, wenn das GPS zum Beispiel aufgrund zu dichter Bauweise von Gebäuden seinen Dienst versagt. Die kamerabasierte Technik erlaubt eine viel genauere Positionierung der Fluggeräte, als es mit GPS möglich ist, sagt Projektkoordinator Davide Scaramuzza. Je nach Umgebung könne der GPS-Fehler bei 70 m liegen – viel zu ungenau, wenn mehrere Flugroboter nahe aneinander fliegen.

Während eine von insgesamt drei Bord-Kameras der Flugsteuerung dient, werden die zwei andern Kameras der Mikro-Helikopter für die 3-D-Modellierung verwendet. Der Bord-Computer übermittelt die aufgenommenen Bilder über WLAN an einen Computer am Boden, der dann daraus eine 3-D-Karte des überflogenen Geländes erstellt. Einerseits zeigt die 3-D-Karte Hindernisse für die Flugroboter auf, andererseits können damit beispielsweise bestmögliche Positionen zur lückenlosen Geländeüberwachung berechnet werden.

Die neuen Mikro-Helikopter sind mit sechs Rotoren ausgestattet, haben einen Durchmesser von rund 50 cm und wiegen nur 1500 g. Sie sind dafür geschaffen, auch in engen oder gar geschlossenen Räumen zu manövrieren, Hindernisse zu erkennen und zu umfliegen. Anwendungen ergäben sich bei Rettungseinsätzen; wenn es zum Beispiel darum geht, ein Katastrophengebiet zu überfliegen und ein Bilder aus der Luft zu liefern oder auch mögliche Opfer zu orten.

Weitere Informationen: www.sfly.org