Keine anderen Sensoren: Neue Drohne setzt auf sehr simple Echoortung

Kameras, Lidar und Co.: Drohnen haben verschiedene Technik an Bord, um sich im Flug orientieren zu können. Geht es nach Forschern aus der Schweiz, kann man diese alte Sensorik über Bord werfen. Sie haben ein sehr simples Echoortungs-System entwickelt.

Im Blindflug: Neue Drohnen-Technik denkt Ortung ganz anders

Auch relativ günstige Drohnen sind mittlerweile gut darin, ihre Umgebung wahrzunehmen. Unzählige Sensoren, von Kameras über Lidar bis hin zu Abstandsmessern, machen es möglich, Hindernisse zu erkennen und auch komplexe Umgebungen kartieren zu können. Doch dieser komplexe Sensoraufbau könnte bald einem neuen System weichen. Forscher der technisch-naturwissenschaftlichen Universität in Lausanne, Schweiz, stellen eine simple Lösung zur Echoortung vor, die billigste Technik nutzt. Crazybat: Drohne orientiert sich nur mit Buzzer und Mikrofon Wie die Forscher in ihrer Studie beschreiben, war die größte Herausforderung für ihr Vorhaben die Entwicklung von zuverlässigen Algorithmen für die aktive Echoortung. Solche Techniken waren bisher nicht so weit entwickelt wie andere Sensorik-Systeme und setzten oft spezielle Hardware voraus, deren Einsatz im Bereich der Drohnen und kleinen Roboter wenig Sinn ergibt. Genau hier konnte man einen Durchbruch erreichen: Bei Tests konnte eine vollständig geräuschbasierte Lokalisierung und Kartierung einer Drohne vorgenommen werden, die nur mit einem einfachen Summer und einem Mikrofon ausgestattet war. Vorteil gegenüber Kameras: Auch Glaswände sind kein Problem

Zentimetergenau nur mit Sound

Wie die Forscher beschreiben, war es mit diesem einfachen Aufbau und den entsprechend fein geschliffenen Algorithmen möglich, eine zentimetergenaue Lokalisierung von Wänden zu leisten - das gelingt bei einem kleinen fahrenden Roboter, aber auch in der "schwierigeren Umgebung einer fliegenden Drohne", so das Team. Für diese Aufgabe reicht es, in der Mitte des Aufbaus einen einfachen Piezo-Summer zu platzieren, um den im symmetrischen Aufbau vier einfache Mikrofone platziert werden. Ein weiterer wichtiger Vorteil: "Die Methode ist modellbasiert, läuft in Echtzeit und erfordert keine vorherige Kalibrierung oder Schulung", so das Team im Artikel in der Fachzeitschrift IEEE Robotics and Automation Letters (via Heise).

Im nächsten Schritt verfolgte das Team dann den Ansatz, auch noch den Summer in dem System einzusparen. Theoretisch sollte es mit weiterentwickelten Algorithmen möglich sein, einfach direkt die Geräusche der Propeller zu nutzen, um die Orientierung der Drohne leisten zu können. "Wir glauben, dass es eine interessante Alternative für Szenarien mit schlechter Sicht, begrenzter Rechenleistung oder Speicherplatz ist", so Forscherin Frederike Dümbgen.


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