Quadrocopter & Co.

Unbemannte Flugobjekte – die Welt der Drohnen

Foto von Sandra Spönemann

von Sandra Spönemann (@die_spoent_wohl)-

Mit mindestens 4 Propellern und einer Kamera an Bord schwirren sie durch die Gegend und erobern den Luftraum: Die Rede ist von Drohnen oder Coptern, die uns die Welt aus einem neuen Blickwinkel zeigen. Der Hype um die ferngesteuerten Flugkörper ist ungebrochen. Grund genug, die Einsatzmöglichkeiten und informationstechnischen Bestandteile genauer unter die Lupe zu nehmen.

Quadro-, Multi-, Fun-Copter: Für jeden etwas dabei

Von Mini-Coptern für wenige Euro bis hin zu Profi-Modellen ab 3.000 € existieren unglaublich viele Drohnen-Varianten, die sich unter anderem in Handhabung, Qualität der Foto- und Videoaufnahmen, Reichweite bzw. Flugzeit oder anhand der Qualität der Bildstabilisierung unterscheiden. Wer sich im Netz über Drohnen informiert, wird schnell über den Begriff „UAV“ stolpern, der für Unmanned-Aerial-Vehicle steht und gleichbedeutend für Copter verwendet wird.

Fun Fact

Per Definition ist auch der Mähroboter im Garten oder der Saugroboter im Wohnzimmer eine Drohne, da das Wort lediglich unbemannte Vehikel, die autonom agieren können, bezeichnet!

Hochwertige Geräte bietet beispielsweise der chinesische Hersteller DJI Innovations an: Als Stabilisationsaufhängung nutzt der Quadrocopter Inspire 12 das 3D Gimbal Zenmuse X3, das Bewegungen der Drohne optimal ausgleicht und darüber hinaus noch mit einer 4K-Kamera bestückt wurde. Für die Live-Übertragung von Bildmaterial kann das eigene Tablet oder Smartphone genutzt werden – in Echtzeit sowie in HD-Qualität verfolgt man den Flug vom Boden aus. Dabei erscheint das aufgenommene Kamerabild bzw. Videomaterial vollkommen ruhig, obwohl sich der Quadrocopter im Wind schnell hin und her bewegt und schwankt.

Professioneller Quadcopter mit viel Zubehör: Dji Inspire 1

Professioneller Quadcopter mit viel Zubehör: Dji Inspire 1  

Quelle: (Screenshot / unbekannt / unbekannt)  SZ DJI Technology Co., Ltd. 

Professioneller Quadcopter mit viel Zubehör: Dji Inspire 1

Professioneller Quadcopter mit viel Zubehör: Dji Inspire 1  

Quelle: (Screenshot / unbekannt / unbekannt)  SZ DJI Technology Co., Ltd. 

Möglich macht dies die kostenlose DJI Pilot App, die zusätzlich diverse Telemetriedaten anzeigt und mit der man die Steuerung der Kamera in die eigenen Hände nimmt. Unterschiedliche Modi ermöglichen zudem das Umkreisen von festgelegten Objekten oder den konstanten Flug in eine Himmelsrichtung. Neben der Drohne und dem Handheld gehört auch eine Bodenstation zum System, die einen sogenannten Downlink - also die Datenübertragung der Videodaten aus der Luft - ermöglicht.

Andere beliebte Drohnen stammen unter anderem von Herstellern wie Yuneec, Parrot, Hubsan, TTRobotix, … Bereits für unter 100 € ist der Jamara Skip 3D Quadrocopter zu haben, der in verschiedenen Tests - unter anderem auf drohnen.de, in der Kategorie Fun-Copter - gut abgeschnitten hat.

Die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten von Drohnen

Im Zusammenhang mit Drohnen denkt man zunächst an die vielen Hobbyfotografen und Modellbauer, die vor allem darauf aus sind, besonders interessante Bilder aus der Vogelperspektive einzufangen. Es existieren aber noch einige ernsthaftere Ziele, die sich durch den Einsatz von Quadro-Coptern umsetzen lassen. So können Drohnen unter anderem in der Umweltforschung Gebrauch finden, um beispielsweise Wildtierbestände zu evaluieren. Des Weiteren können Drohnen als flexible Aufklärungseinheit für die Berichterstattung in Krisengebieten und schwer zugänglichen Einsatzorten dienen.

Die niederländische 'Delft University of Technology' arbeitet beispielsweise an einer Drohne, die in der Notfallmedizin genutzt werden kann, um die Überlebenschancen von Patienten mit Herzinfarkten zu erhöhen. Alec Momont, Absolvent der Universität, entwickelt dieses "Mini-Flugzeug", das Defibrillatoren schnell an Orte transportiert, an denen sie benötigt werden. Außerdem erhalten die Erst-Helfer per Audio-Übertragung Anweisungen zur Nutzung des Herz-Schockers. Auf diese Weise soll Patienten bereits vor dem Eintreffen des Rettungsdienstes ausreichend geholfen werden.

Eher kommerzieller Natur ist das Drohnen-Projekt "Amazon Prime Air" des Online-Shop-Giganten Amazon. Das Unternehmen experimentiert mit der Warenauslieferung mittels Drohnen. Bei dieser Lieferdrohne handelt es sich um ein Gerät mit Propeller, das sowohl vertikal starten als auch landen kann. Die Steuerung soll nicht durch einen Mitarbeiter, sondern vollautomatisch vonstattengehen. Derzeit ist der effiziente und gleichzeitig sichere Einsatz von Coptern in der Logistik- und Einzelhandelsbranche eines der zentralen Themen, wie man die Zukunft gestaltet.

Der Einsatz unbemannter Flugobjekte wird weltweit heiß diskutiert – auch Gegner der Technologie bringen nachvollziehbare Gründe vor, weshalb Privatpersonen nicht mit Drohnen durch die Gegend fliegen sollten. Während sich die öffentliche Diskussion in Deutschland hauptsächlich um die Privatsphäre des Einzelnen dreht, haben die Amerikaner Bedenken, wenn es um die Sicherheit geht. So stürzten 2015 z.B. Drohnen in New York und Kentucky ab, die Live-Bilder großer Sport-Events übertragen sollten.

Mit den ethischen und rechtlichen Fragen in Bezug auf die Copter-Nutzung setzt sich das Drone Journalism Lab der University of Nebraska-Lincoln auseinander. Ein interessanter TED-Beitrag von Matt Waite, dem Gründer des Labs, ist hier zu finden: "Calming Down About Drones".

Selbst bauen statt kaufen: OpenSource-Software-Lösungen

Modellbauer und Technikfans haben ein neues Hobby entdeckt: den Drohnenbau. Webseiten wie drohnenbau.de, drohne-quadrocopter.de und drohnen-forum.de informieren über den Zusammenbau von Chassis, Motor, Akkus, Reglern und First-Person-View-Setups (kurz: FPV).

Fun Fact

Wer in den USA im Rahmen seiner beruflichen Tätigkeit eine Drohne fliegt, muss ein lizenzierter Flugzeug-Pilot sein!

Doch ohne die passende Software besteht die Drohne nur aus vielen Hardware-Komponenten - ohne ein System, um das Zusammenspiel zu steuern.

Unter dem Namen "Dronecode" gründete "The Linux Foundation" ein kollaboratives Projekt mit dem Ziel, die Entwicklung von Open-Source-Software für Drohnen voranzutreiben und Usern günstigere, bessere sowie zuverlässigere UAV-Software zur Verfügung zu stellen. Mitglied von Dronecode ist unter anderem der bekannte Chip-Hersteller Intel. In Zusammenarbeit mit Partnerprojekten wie DroneKit, ROS, MAVLINK und anderen entstehen Comms und APIs, Flight Codes, Simulationsumgebungen und kompatible Bodenstationen, deren Quellcodes öffentlich zugänglich sind.

Projekte von Dronecode, blau gefärbt. Partner-Projekte in grün.

Projekte von Dronecode, blau gefärbt. Partner-Projekte in grün.  

Quelle: (Screenshot)  Dronecode Inc. 

Projekte von Dronecode, blau gefärbt. Partner-Projekte in grün.

Projekte von Dronecode, blau gefärbt. Partner-Projekte in grün.  

Quelle: (Screenshot)  Dronecode Inc. 

Picken wir uns einen Punkt raus und betrachten ihn genauer: Was bietet DroneKit? DroneKit hält Interfaces für Anwendungen verschiedener Plattformen - beispielsweise für Android - bereit, mit denen man 3DR-betriebene Copter kontrolliert. Unterstützt werden Drohnen, die vom Entwickler mit der Open-Source-Software ArduPilot ausgestattet wurden. Darüber hinaus ist DroneKit mit dem MAVLink Protokoll kompatibel. Schritt für Schritt erklären die Mitarbeiter von DroneKit die Voraussetzungen zur Installation und Vernetzung des Interfaces.

CeBIT schenkt "vielversprechendem Wachstumsmarkt" Beachtung

Erstmals richtet die CeBIT 2016 ein großes Event zum Thema unbemannter, fliegender Vehikel aus. Beim DRONEMASTERS Summit@CeBit steht vor allem die Präsentation der vielfachen Einsatzmöglichkeiten im Mittelpunkt. Experten und Innovatoren aus unterschiedlichsten Branchen kommen zwischen dem 14. Und 18. März in Hannover zusammen, um Netzwerke zu schaffen, die die technologische Entwicklung vorantreiben.

So nehmen an der Konferenz "Take your Business to the Sky" beispielsweise das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, das Fraunhoferinstitut und Firmen wie Flyability teil. Auch Unternehmen, deren Entwicklungsziel die Abwehr von Drohnen ist, sind mit von der Partie, z.B. Dedrone.

Anwender dagegen messen ihre Fähigkeiten in Flugshows und Drohnen-Rennen - letztere haben sich in Fachkreisen zu einem globalen Kult-Sport unter der Bezeichnung "FPV Racing" entwickelt. Bei dieser Art de wettbewerbsorientierten Fliegens kommt spezielles Equipment wie z.B. Video-Brillen oder Bildschirme zum Einsatz, um den Flug aus Kameraperspektive zu steuern.

Gesetzliche Vorschriften für Hobby-Piloten

Auch in Deutschland gelten für Drohnen-Piloten einige gesetzliche Richtlinien. So herrscht über militärischen Anlagen bzw. Objekten, Kraftwerken, über Menschenmengen sowie über Krankenhäusern absolutes Flugverbot. Wer gerne die Nachbarn mittels Quadrocopter ausspionieren möchte, macht sich ebenfalls strafbar – hier gilt das Recht auf Privatsphäre.

Die Person am Steuer muss die Drohne zudem stets im Auge behalten, ohne das zusätzliche Hilfsmittel wie Ferngläser benutzt werden, denn das Fliegen außerhalb der Sichtweite ist ebenfalls untersagt. In der Nähe von Flughäfen - egal ob großer Verkehrsflughafen oder der kleine Sportflughafen - verkneift man sich Drohnen-Flüge besser.

Je nach Größe des unbemannten Flugobjekts können bei "ungewollten" Landungen - man denke an die Geschwindigkeit von Racing-Coptern - Schäden entstehen, die man besser mit einer Haftpflichtversicherung abdeckt.

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