Wissenschaftler entwickeln Radarsensoren für autonome Drohnen

Zuverlässiges Erkennen von Hindernissen ist Voraussetzung für autonomes Fliegen. Neuartige, nachträglich montierbare Radarsensoren des Fraunhofer FHR sollen noch mehr können als Kollisionsvermeidung.

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Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

Immer öfter sieht man kleine Flugobjekte am Himmel. Sie inspizieren Hochspannungsnetze, machen Bilder oder liefern mittlerweile sogar Pakete aus. Immer mehr fliegen autonom. Damit sie im Flug nicht mit Hindernissen kollidieren, hat das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR jetzt zwei Radarsensoren entwickelt, die der Drohne beim autonomen Flug navigieren helfen.

Dabei handelt es sich um ein monostatisches Radar bei 80 GHz für einfache Anwendungen bei kurzen Distanzen (bis 80 m) sowie ein bistatisches Radar bei 94 GHz für erheblich größere Entfernungen. Die Betriebsspannung beträgt bei beiden Sensoren 5 V, welche entweder aus dem Akkupack der Drohne oder aus einer Powerbank zur Verfügung gestellt werden können. Mithilfe von USB-Schnittstellen kann das System in bereits vorhandene Drohnen integriert werden. Ein Micro-PC, z.B. ein Raspberry Pi, steuert das Radar.

Sensor per USB und Raspberry Pie anschließen

Der Vorteil von Radarsensorik ist, dass sie auch bei stark eingeschränkter Sicht zuverlässig funktioniert, beispielsweise bei Nebel oder staubiger Luft. Radar kann Abstände hochpräzise vermessen, somit eignen sich die Sensoren auch als Höhenmesser, wenn andere Informationsquellen wie Barometer oder GPS nicht zur Verfügung stehen bzw. nicht optimal arbeiten können.

Mithilfe von Apps zur Drohnensteuerung und -überwachung könnten die mit dem Radar gesammelten Informationen angezeigt werden. Verwendet man die Radarsensoren als Höhenmesser, könnten sie auch eine Warnung ausgeben, wenn die ohne Sondergenehmigung zulässige Flughöhe von 100 m überschritten wird. Die Übertragung der Radardaten erfolgt derzeit über einen eigenen Funkkanal. Ein Interface, um die Radardaten mit der Telemetrie über den Flightcontroller zu übermitteln, befindet sich in der Entwicklung.

Um das System möglichst einfach auf der Drohne montieren zu können, setzen die Forscher auf universell verwendbare Befestigungsmöglichkeiten. Optional kann der Erfassungsbereich des Radarsensors durch Schwenkbewegungen vergrößert werden, sodass die Umgebung im Flug über große Winkelbereiche überwacht werden kann.

Einsatz im Katastrophengebiet oder der Landwirtschaft

Mit den Radarsensoren sind auch weitere Anwendungen möglich, beispielsweise als Einsatz als Teil einer Multisensor-Suite zur Lageerfassung im Katastrophenfall, zur Bestimmung von Biomasse oder dem Reifegrad von Feldfrüchten, um unerwünschte Fremdobjekten auf landwirtschaftlichen Anbauflächen zu erkennen oder um Kessel, Silos oder Windkraftanlagen zu inspizieren.

Das Fraunhofer FHR stellt die Radarsensoren erstmals auf der ILA Berlin vom 25. bis 29. April in Halle 4 an Stand 202 aus.

Dieser Beitrag stammt von unserem Partnerportal elektrotechnik.de.

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