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Der Traum vom Fliegen für Autos und Kameras

Wer würde sich nicht ein Auto wünschen, das Sie und Ihre Liebsten von Punkt A nach Punkt B bringen kann, ohne jemals im Stau zu stehen? Wie bequem wäre es, ein Taxi zu buchen, das von den Strassen der Stadt abhebt und Sie durch die Wolken zu Ihrem Ziel fliegt? Genau das will die Roads & Transportation Agency in Dubai vor dem Sommer 2017 Realität werden lassen.

Während der Traum vom fliegenden Auto für alle, ein Traum bleibt (zumindest im Moment), können diejenigen, die sich nach einem persönlichen Flug sehnen, diesem Traum mit dem neuesten globalen Phänomen, den Drohnen, Auftrieb geben. Vielleicht beschäftigen wir uns deshalb so sehr mit dem Fliegen, weil die Menschheit schon immer von der Freiheit träumte, fliegen zu können wie ein Vogel. Dieser Wunsch hat sicherlich schon seit langem die menschliche Innovation befeuert.

In relativ kurzer Zeit haben sich die Drohnen von einfachem Spielzeug zu ausgeklügelten Werkzeugen entwickelt. Die Vorhersagen variieren, aber die meisten Marktanalysten, die sich auf Einblicke in diesen Bereich spezialisiert haben, sind sich einig: Der Markt für unbemannte Luftsysteme (Unmanned Aerial Systems UAS, was meiner Meinung nach der richtige Name für das Phänomen ist) wird von einem Multi‑Millionen‑Dollar‑Markt heute auf einen Markt mit mehreren Milliarden bis Anfang der 2020er Jahre wachsen. Diese Zahlen dürften von drei Anwendungsbereichen dominiert werden: Industrie (überwiegend Leitungskartierung), Paketlieferung und Besichtigung und Prüfung in der Landwirtschaft.

Alle diese Anwendungen sind auf Daten angewiesen, die von Systemen wie GNSS (Global Navigation Satellite System) zur Verfügung gestellt werden; zwei der drei befassen sich mit der Bildgebung, während die dritte (Paketlieferung) ebenfalls stark von Bildsensoren und der Bildverarbeitung abhängig sein wird. Eines ist ganz klar: Diese Art von Wachstum wird die Nachfrage nach kleineren und besseren Bildsystemen weiter ankurbeln. Das wirkt sich bereits positiv auf Drohnenanwendungen auf Nebenschauplätzen aus. Dronies sind die neuen Selfies. Das wird garantiert das nächste grosse Ding im Bereich Social Media Sharing: Selfies aus der Vogelperspektive.

Hochleistungskameras sind inzwischen kleiner und leichter geworden und können einfacher in Drohnen eingebaut werden. Infolgedessen werden luftgestützte Überwachungskameras in kurzer Zeit immer alltäglicher und die heute bekannten stationären CCTV‑Kameras ergänzen bzw. in einigen Fällen sogar ersetzen.

Die Nutzung von Drohnen im öffentlichen Raum setzt sich immer mehr durch. Weniger offensichtlich ist da vielleicht aber der Markt für Überwachungsanlagen für die eigenen vier Wände. Es gibt bereits eine Vielzahl von Überwachungslösungen für zuhause, die fest installierte HD‑Kameras verwenden, welche mit einem Wi‑Fi‑Netzwerk verbunden sind oder eine Mobilfunkverbindung nutzen. Mit ihnen können Menschen während ihrer Abwesenheit ihre Häuser, ihr Hab und Gut und sogar Haustiere überwachen. Die Möglichkeit, einen Schritt weiter zu gehen und Überwachungskameras in die Luft abheben zu lassen, ist weit entfernt von Science Fiction. Eine ganze Reihe innovativer Start‑ups zielt bereits auf genau diesen Anwendungsbereich ab.

Eines von ihnen, Sunflower Labs, rekrutiert nun frühe Anwender für sein Beta‑Programm, um das System auf Herz und Nieren zu prüfen, bevor es in grossem Massstab verfügbar gemacht wird. Das Team besteht aus Robotik- sowie Luft- und Raumfahrtingenieuren mit Erfahrung in sicherheitskritischen Anwendungen und Kollisionsvermeidungstechnologie, die bei der Entwicklung des Sunflower Home Awareness Systems geholfen haben.

Der Ansatz von Sunflower ist deshalb so innovativ, weil er mehrere Sensoren verwendet. Inspiriert von seinem Namen (oder vielleicht umgekehrt) verwendet er Näherungssensoren, die als normale Gartenlampen getarnt sind. Die Lampen sind auf dem Gelände eines Grundstücks „eingepflanzt“ und werden mit integrierten Solarzellen betrieben. Jede Lampe enthält mehrere Sensoren, um Bewegungen und Vibrationen im Boden zu erfassen. Das System verwendet die Eingaben der Sensoren, um Eindringlinge in einem Netzwerk von (typischerweise, wie uns gesagt wird,) vier „Sonnenblumen“ zu erkennen. Die integrierte Intelligenz reduziert die Anzahl der Fehlalarme, aber sobald eine Bewegung erkannt wird, kann sie den Hausbesitzer per Smartphone‑App alarmieren.

Das klingt nun vielleicht noch nicht besonders bahnbrechend, aber jetzt kommt der wirklich intelligente Teil des Systems. Sobald ein Alarm ausgelöst wurde, kann der Besitzer über die App sich genauer „ansehen“, was den Alarm ausgelöst hat. Durch einfaches Berühren eines Symbols auf dem Bildschirm sendet das System eine autonome Kameradrohne los, die zum Zielpunkt fliegt und die Szene an die App zurücksendet. Das System stellt sicher, dass die Drohne immer in das Grundstück hinein zeigt, damit die Kamera der Drohne nicht in die Privatsphäre anderer Personen (z. B. der Nachbarn) eindringt.

Der wirklich clevere und innovative Teil dieses Systems ist seine Autonomie. Die Drohne fliegt selbst um das Grundstück herum, der Hausbesitzer muss nicht die Kontrolle übernehmen oder die Kunst des Drohnenfliegens beherrschen, um sie zu nutzen. Die Drohne verfügt über eine eigene Dockingstation, die bei Nichtgebrauch ihre Batterien auflädt und sie so wirklich autonom macht.

Der Schlüssel zu dieser Autonomie ist das hohe Mass an Navigationssteuerung zwischen der Drohne und ihrer Basisstation, das durch Module mit integrierten GNSS‑Empfängern bereitgestellt wird, welche durch die Real‑Time Kinematics (RTKN)-Technologie ergänzt werden. Speziell für die Navigationssysteme der heutigen autonomen Geräte wurden Lösungen wie die NEO‑M8P Module von u‑blox entwickelt, die eine zentimetergenaue Positionierung ermöglichen.

Die robuste und sichere, drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen der Drohne und ihrer Basis stellt sicher, dass die Drohne immer weiss, wo sie sich in Bezug zur Basis befindet, und zwar mit einer Genauigkeit, die garantiert, dass sie sich auf einem Grundstück zurechtfinden und sicher zu ihrer Basisstation zurückkehren kann.

Mit dieser Art von Innovation, die jetzt in den Überwachungsanlagen für die eigenen vier Wände auftaucht, wird es nicht lange dauern, bis wir buchstäblich ein Auge auf unsere Häuser, Wohnungen und Wertsachen von irgendwo auf der Welt werfen können.