Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017

Mithilfe einer Spezialkamera lassen UZH-Forschende Drohnen auch bei schlechten Lichtbedingungen und bei schnellen Manövern sicher fliegen. Dies eröffnet den Drohnenflügen neue Anwendungen – zum Beispiel bei der Suche nach Vermissten in der Dämmerung oder bei Morgengrauen.

Um sicher fliegen zu können, müssen Drohnen immer ihre genaue Position kennen und sich orientieren können. Kommerzielle Drohnen nutzen dazu ein GPS-System – was besonders innerhalb von Gebäuden und in städtischen Gegenden nicht ganz zuverlässig ist.


Drohne mit einer «Event»-Kamera bestückt. Bild: UZH

Bild: UZH


So sieht die «Event»-Kamera: Sie erfasst für jedes Pixel Veränderungen in der Helligkeit.

Bild: UZH

Ausserdem funktionieren die herkömmlich eingebauten Kameras nur bei guten Lichtverhältnissen und reduzierten Geschwindigkeiten, weil sonst die Fotos durch die Bewegung unscharf werden und von den Bildverarbeitungsalgorithmen nicht erkannt werden. Um dieses Problem zu lösen, verwenden professionelle Drohnen meist teure und sperrige Laserscanner als Sensoren.

Verbindung zwischen Künstlicher Intelligenz und Robotik

... mehr zu:
»Drohne »Drohnen »IEEE »Intelligenz »Robotik »Software »UZH

Eine Forschergruppe der Universität Zürich und des Schweizer Forschungskonsortiums NCCR Robotics hat nun eine Alternative entwickelt, damit Drohnen bei unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen fliegen können. Dank einer Spezialkamera, die dem menschlichen Auge nachempfunden ist, verliert die Drohne auch bei schnellen Bewegungen nicht die Orientierung und kann im Dunkeln mehr sehen als mit herkömmlichen Kameras.

«Dieses Forschungsprojekt verbindet als erstes seiner Art künstliche Intelligenz mit Robotik. Damit können Drohnen bald sehr viel autonomer und schneller fliegen als bisher, besonders auch bei schlechten Lichtverhältnissen», sagt Prof. Davide Scaramuzza, Leiter der UZH-Forschungsgruppe «Robotics and Perception». Er und sein Team programmierten bereits Drohnen so, dass sie mithilfe der eingebauten Kamera auf die Position im Raum schliessen konnten.

Kamera erfasst Veränderungen in der Helligkeit für jedes Pixel

Diese sogenannten «Event»-Kameras wurden von der UZH und der ETH gemeinsam entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kameras erfassen «Event»-Kameras nicht das gesamte Bild gleichzei-tig, sondern individuelle Veränderungen in der Helligkeitsstufe jedes einzelnen Pixels.

So wird das Bild auch bei schnellen Bewegungen und bei schlechtem Umgebungslicht scharf. Die UZH-Forschenden entwickelten zudem eine neue Software, um die Daten der Event-Kamera effizient zu verarbeiten und autonome Flüge mit höheren Geschwindigkeiten und bei schlechterem Licht zu er-möglichen.

Mit «Event»-Kameras bestückte Drohnen können zusammen mit der entwickelten Software Rettungsteams in Situationen unterstützen, in denen herkömmliche Drohnen überfordert sind – zum Beispiel bei der Suche und der Bergung bei schlechten Lichtverhältnissen in der Abend- oder Morgendämme-rung. Die Drohnen sind auch schneller am Zielort im Katastrophengebiet, um Überlebende schneller orten zu können.

Prototyp für die Zukunft

«Es steht noch viel Arbeit bevor, bis diese Drohnen wirklich genutzt werden können. Die für den Versuch benutzte Kamera ist ein früher Prototyp und wir müssen beweisen, dass unsere Software auch ausserhalb des Labors funktioniert», erklärt PhD-Student Henri Rebecq. Und Professor Scaramuzza ergänzt: «Wir denken, dass wir es schaffen werden. Unsere bisherigen Versuche haben bereits ge-zeigt, dass die Kombination einer Standard- mit einer Event-Kamera das System exakter und zuverlässiger macht.»

Literatur:
Antoni Rosinol Vidal, Henri Rebecq, Timo Horstschaefer, Davide Scaramuzza. Hybrid, Frame and Event-based Visual Inertial Odometry for Robust, Autonomous Navigation of Quadrotors. IEEE Robotics and Automation Letters, September 19, 2017.

Video UZH Flying Robots: https://www.youtube.com/watch?v=GZ1L9gXPfvc

Melanie Nyfeler | Universität Zürich
Weitere Informationen:
http://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2017/Drohnen-im-Dunkeln.html

Weitere Berichte zu: Drohne Drohnen IEEE Intelligenz Robotik Software UZH

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht IT-Sicherheit beim autonomen Fahren
22.06.2018 | Fachhochschule St. Pölten

nachricht Schneller und sicherer Fliegen
21.06.2018 | Fachhochschule St. Pölten

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics