Diese Drohne fliegt auch im Dunkeln

Mithilfe einer Spezialkamera lassen Schweizer Forscher Drohnen auch bei schlechten Lichtbedingungen schnelle Manöver sicher fliegen. Dies eröffnet 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. 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.

Eine Forschergruppe der Universität Zürich und des Schweizer Forschungs-konsortiums 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.

Scharfe Bilder bei hohem Tempo

Die Event-Kameras wurden von der UZH und der ETH Zürich http://ethz.ch entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kameras erfassen sie nicht das gesamte Bild gleichzeitig, sondern individuelle Veränderungen in der Helligkeitsstufe jedes einzelnen Pixels. So wird das Bild auch bei schnellen Bewegungen und bei schlechtem Umgebungslicht scharf. Die UZH-Forscher haben zudem eine neue Software entwickelt, um die Daten der Kamera zu verarbeiten und autonome Flüge bei höherem Tempo und bei schlechterem Licht zu ermöglichen.

System wird noch weiterentwickelt

„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 Scaramuzza ergänzt: „Wir denken, dass wir es schaffen werden. Unsere bisherigen Versuche haben bereits gezeigt, dass die Kombination einer Standard- mit einer Event-Kamera das System exakter und zuverlässiger macht“, so der Wissenschaftler abschließend.

UZH

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