Fliegen mit Radar: Neue Navigationstechnologie für Drohnen

Autonome Drohnen nutzen meist das Satellitennavigationssystem GPS, um selbstständig zu navigieren. Steht keine hinreichende GPS-Versorgung zur Verfügung, nutzen viele Drohnen Kameras. Beide Technologien haben Nachteile. Daher arbeiten Forscher:innen im Projekt CARNIVAL an neuen Methoden, die die Navigation per Radar ermöglichen sollen.

Der Einsatz von autonomen Drohnen ist in vielen Bereichen möglich: Sie sollen in Warenlagern, in Produktionsstätten, als fliegende Lieferanten oder für Inspektionen zum Einsatz kommen. Noch vor wenigen Jahren musste für solche Missionen immer gewährleistet sein, dass ein ausreichend starkes GPS-Signal zur Verfügung steht, damit die autonome Navigation der Drohnen möglich ist. Später kamen visuell-basierte Navigationstechnologien hinzu, für die eine Kamera auf die Drohne platziert wird, die – der Funktion menschlicher Augen ähnlich – der Drohne dabei hilft, sich zu orientieren.

„Doch auch bei dieser Technologie gibt es Einschränkungen: Ist nur wenig oder kein Licht vorhanden, kommt es zu Schwierigkeiten. Auch Nebel, Rauch, Staub oder Regen schränken die Funktionalität stark ein“, so Jan Michalczyk, der als Doktorand in der Forschungsgruppe „Control of Networked Systems (CNS)“ an der Universität Klagenfurt arbeitet und im Projekt CARNIVAL an radar-basierten Navigationsmöglichkeiten für Drohnen arbeitet. Ein weiteres Problem beim Einsatz von Kameras stellt die Privatsphäre dar: „Die Tatsache, dass Unmengen von Bildern auch von Menschen aufgenommen werden, verhindert den Einsatz dieser Technologie in der Industrie.“

Jan Michalczyk erklärt weiter: „Wir arbeiten daher an einer neuen Generation einer On-Board-Lokalisierungstechnologie, die auf dem Einsatz von Radar beruht. Radar bringt viele Vorteile, die wir auch bei den Kameras sehen: geringe Kosten, geringe Größe, geringes Gewicht, geringer Energieverbrauch. Gleichzeitig brauchen Radarsensoren kein Licht, um zu funktionieren. Sie können außerdem auch in Umgebungen mit aerosolbelasteter Luft ihre Aufgaben erfüllen, was besonders in Industrieumgebungen relevant ist. Außerdem ist die Privatsphäre geschützt.“ Die Herausforderungen des Projekts bestehen darin, entsprechende Radarsignale zu generieren und zu analysieren, die sich für die Zustandsschätzung und Navigation eignen.