Durch das Projekt „Autodrohne in der Produktion“ hat das IPH eine wegweisende Entwicklung erzielt. Die Drohne kann dank einer innovativen Navigationstechnologie und bordeigener Sensoren autonom in unbekannten Innenräumen fliegen, ohne GPS zu benötigen. Obwohl das System bereits im Forschungsumfeld erfolgreich funktioniert, müssen noch Sicherheitsprobleme gelöst werden, um die Marktreife zu erreichen.
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Innovation ermöglicht zuverlässige Drohnen-Navigation in geschlossenen Räumen
Herkömmliche unbemannte Luftfahrtsysteme konnten bisher nur im Freien zuverlässig navigieren, da sie auf GPS angewiesen waren. In geschlossenen Räumen waren sie jedoch nicht in der Lage, ihre Position zu bestimmen und gerieten außer Kontrolle. Eine neue Art der Navigation wurde entwickelt, um dieses Problem zu lösen und den Einsatz der Systeme in Innenräumen zu ermöglichen.
Neues System revolutioniert Indoor-Navigation
Das IPH hat im Rahmen des Projekts „Autodrohne in der Produktion“ eine innovative Indoor-Navigation entwickelt. Durch den Einsatz eines Optical-Flow-Moduls und einer Bodenkamera kann die Drohne ihre Position bestimmen, indem sie die relative Abweichung von ihrer Ausgangsposition erkennt. Die Inertial-Measurement-Unit (IMU) sorgt für Stabilität während des Fluges, indem sie Beschleunigung und Orientierung misst. Diese Technologien ermöglichen eine präzise Navigation ohne den Einsatz von GPS.
Kollisionsschutz durch LiDAR-Sensor in Drohne
Die „Autodrohne“ verfügt über einen LiDAR-Sensor, der Hindernisse wie Wände, Regale oder Maschinen erkennt. Dies ermöglicht der Drohne, automatisch auszuweichen und sicher zu navigieren.
Autodrohne“ erkundet Raum und plant Wegstrecken
Mit nur begrenztem Wissen über ihre Umgebung startet die „Autodrohne“ ihren Flug. Während des Fluges erkundet sie den Raum systematisch und erstellt eine 3D-Karte in einem Raster. Dabei werden zwei Algorithmen verwendet: Der A*-Algorithmus plant die Flugwege, während ein eigens entwickelter Punktwolkenfilter die Randbereiche der Karte identifiziert und zwischen festen Grenzen und offenen Rändern unterscheidet.
Die Drohne verwendet ein systematisches Navigationsverfahren, um von ihrer aktuellen Position zu einem festgelegten Zielpunkt am äußeren Rand des Raumes zu fliegen. Sobald dieser Zielpunkt erreicht ist, wird ein neues Ziel festgelegt, bis nur noch feste Hindernisse wie Wände, Regale oder Maschinen im Randbereich der Karte vorhanden sind. Dadurch kann die Drohne den gesamten Raum erforschen. Eine praktische Anwendung dieser Technologie ist die Erfassung von Fabriklayouts, bei der die Drohne autonom ein virtuelles Modell erstellt, das als Grundlage für Fabrikplanungsprojekte dienen kann.
Überwindung von Hürden: Einsatz autonomer Drohnen in Industrie
Im Forschungsumfeld hat der autonome Drohnenflug bereits große Fortschritte gemacht, aber es gibt noch einige Herausforderungen zu bewältigen, bevor er in der industriellen Praxis eingesetzt werden kann. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, dass einige Navigationssensoren eine geringe Elektromagnetische Verträglichkeit aufweisen, was zu Einschränkungen der Navigationsfähigkeit führen kann. Um diese Herausforderung zu bewältigen, sind weitere Forschung und Entwicklung notwendig.
Elektromotoren, stromdurchflossene Leiter oder größere Metallansammlungen können die Navigationsfähigkeit der Drohne erheblich beeinträchtigen und sogar zu einem Absturz führen. Da solche elektromagnetischen Störungen in Industrieumgebungen unvermeidlich sind, ist es von großer Bedeutung, weitere Forschung und Entwicklung voranzutreiben, um Indoor-Drohnen zu entwickeln, die in der Lage sind, diesen Herausforderungen standzuhalten und sicher in solchen Umgebungen zu operieren.
Sicher und selbstständig: Die „Autodrohne“ in der Produktion
Die „Autodrohne in der Produktion“ des IPH ist eine wegweisende Entwicklung, die das autonome Fliegen in unbekannten Innenräumen ermöglicht. Dank ihrer innovativen Navigationstechnologie und dem automatisierten Kollisionsvermeidungssystem kann die Drohne sicher und eigenständig in Industrieumgebungen operieren. Sie kann unbekannte Räume erkunden und beispielsweise eine virtuelle Modellierung von Fabrikhallen ermöglichen. Obwohl noch weitere Forschung und Entwicklung erforderlich sind, um die Sicherheitshürden zu überwinden, ist die „Autodrohne“ ein vielversprechender Schritt in Richtung einer effizienten Indoor-Navigation.
