Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kasseler Unikopter lernt autonomes Fliegen

13.12.2013
Logistikunternehmen wie Amazon und die Deutsche Post haben mit ihrer Idee von der Post-Drohne für Aufsehen gesorgt. Bisher ist das Zukunftsmusik.

Ein Forschungsteam um den Kasseler Professor Dr. Ing. Albert Claudi testet jedoch schon seit drei Jahren einen Flugroboter, der Hochspannungsmasten überwacht. Nun soll der „Unikopter“ Fliegen ohne Fernsteuerung lernen.


Unikopter im Flug (Foto: Uni Kassel)

Professor Albert Claudi, Leiter des Fachgebiets „Anlagen und Hochspannungstechnik“, erforscht seit drei Jahren unbemannte Flugmodelle. Im Projekt „Unikopter“ an der Universität Kassel hat er mit einem interdisziplinären Team den „Multikopter" entwickelt. Der Flugroboter ist ein Spezialist für das Überwachen von Hochspannungsleitungen. Er fliegt Strommasten ab und registriert Schäden an den Leitungen. Der Kopter ist kaum einen Meter groß, hat Kameras, spezielle Sensoren und ein Navigationssystem. Nun soll der Kopter intelligent werden - beispielsweise Hindernisse erkennen oder bei niedriger Batterie zur Ladestation zurückfliegen.

Ein Flug zum Strommast und zurück
Wie wichtig ein leistungsfähiges Stromnetz für moderne Gesellschaften ist, haben Stromausfälle wie in München Ende 2012 gezeigt. Zu einem stabilen Netz gehören auch regelmäßig gewartete Strommasten. Bisher werden Strommasten überprüft, indem Kontrolleure die Leitungen vom Boden aus mit einem Fernglas beobachten. Oder sie fliegen mit einem Hubschrauber an die Masten heran und dokumentieren den Zustand der Leitungen mit einer Filmkamera. Zukünftig könnte der Multikopter die Wartung übernehmen. Ein Vorteil: Er kann die Masten aus jeder Perspektive und aus kurzer Distanz filmen. Denn während ein Hubschrauber einen Sicherheitsabstand von einigen zehn Metern einhalten muss, dürfen Kopter bis auf einen Meter an den Mast heranfliegen. „Durch die kurze Entfernung zum Mast liefert die Kamera des Kopters ein schärferes Bild“, sagt Claudi, „Schäden an den Isolatoren oder den Leiterseilen lassen sich somit viel leichter erkennen.“ Zusätzlich soll der Kopter Schäden aufspüren, die für das bloße Auge unsichtbar sind. Dafür sorgen Sensoren für die Messung mit Infrarot, Ultraschall und von elektromagnetischen Feldern. Innerhalb des Forschungsprojektes ist der Kasseler Kopter bereits erfolgreich geflogen. Weitere Feldversuche plant Claudi für das nächste Jahr.

Doch Claudi geht noch weiter. Sein Ziel ist es, die automatische Überwachung von Strommasten durch den Kopter zu ermöglichen - er soll selbstständig Hochspannungsleitungen umfliegen, Schäden an die Zentrale melden und auf kritische Situationen reagieren. Voraussetzung für einen autonomen Flug ist, dass der Kopter intelligent wird.

„Kopter dürfen nur fliegen, wenn Menschen sie per Fernbedienung steuern oder jederzeit in Sichtweite das Modell übernehmen können“, erklärt Claudi das derzeit geltende Flugrecht, „damit will man Unfälle vermeiden. Denn ein unbeaufsichtigter Kopter könnte gegen Hindernisse prallen oder bei entladener Batterie abstürzen.“

Der Kasseler Kopter soll nun lernen, Gefahren selbst zu erkennen. Das könnte dazu beitragen, solchen Bedenken in Zukunft entgegenzutreten. Dafür arbeitet Claudi mit Wissenschaftlern und Studierenden anderer Disziplinen an der Universität Kassel zusammen, wie der Informatik, Bildverarbeitung, Flugtechnik, Nanotechnik oder Materialwissenschaft.

Der Weg zum intelligenten Kopter
In drei Schritten will Claudi dem Kopter das selbstständige Fliegen beibringen. Der erste Schritt, das Wegpunktfliegen, ist bereits geschafft: Der Kopter kann vorgegebene Geo-Koordinaten anfliegen, um dort kleine Aufträge zu erledigen, fertigt zum Beispiel ein Foto aus einer vorgegebenen Flughöhe an. Der zweite Schritt, das automatische Landen und Starten, soll im nächsten Jahr umgesetzt sein. Zurzeit sind Claudi und sein Team damit beschäftigt, den dritten Schritt zu vorzubereiten: Der Kopter soll auf Hindernisse reagieren können: Er soll beispielsweise ausweichen, wenn ein Mensch im Weg steht, oder einen alternativen Landeplatz finden, wenn dieser versperrt ist.

„Wir greifen auf Technik zurück, die Kasseler Forscher für künstliche Intelligenz entwickelt haben. Eine Herausforderung ist jedoch, dass wir in den Kopter keinen schweren Computer einbauen können“, erklärt Claudi, „der Kopter wiegt selbst nur zwei Kilogramm. Die technische Ausstattung müssen wir an sein geringes Gewicht anpassen, außerdem darf der Stromverbrauch nicht zu hoch werden.“ Hat das Kasseler Forschungsprojekt Erfolg, könnte das auch die Vision von Lieferrobotern realistischer machen. „Dass Kopter Haushalte beliefern – also zwischen Fußgängern umherfliegen – wäre zum heutigen Zeitpunkt viel zu gefährlich. Dazu müssten die Flieger noch intelligenter werden“, kommentiert Claudi die Idee der Lieferdienste. In fünf bis sechs Jahren könnten allerdings die ersten technischen Voraussetzungen dafür geschaffen sein, so Claudi.

Bilder:
Prof. Dr. Albert Claudi (Foto: Uni Kassel):
www.uni-kassel.de/uni/fileadmin/datas/uni/presse/anhaenge/2013/Claudi_Albert1.jpg
Prof. Dr. Albert Claudi mit Unikopter (Foto: Uni Kassel):
www.uni-kassel.de/uni/fileadmin/datas/uni/presse/anhaenge/2013/Claudi_mit_Kopter.JPG

Unikopter im Flug (Foto: Uni Kassel):
www.uni-kassel.de/uni/fileadmin/datas/uni/presse/anhaenge/2013/Unikopter___04.jpg
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Albert Claudi
Universität Kassel
FB 16 - Elektrotechnik/Informatik
Fachgebiet Anlagen und Hochspannungstechnik
Tel: +49 561 804 6390
E-Mail: aclaudi@uni-kassel.de

Prof. Dr.-Ing. Albert Claudi | Universität Kassel
Weitere Informationen:
http://www.unikopter.de

Weitere Berichte zu: Batterie Flugroboter Hindernisse Hochspannungsleitung Kopter Sensor Strommast Unikopter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung
19.04.2017 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.

nachricht Forscher entwickeln Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien aus Lignin aus der Zellstoffherstellung
18.04.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen