Umwelttechnik: Flugroboter als Multitalent

Neben der Objektüberwachung von Solarparks können Module inspiziert werden

Die Vielseitigkeit der Einsatzmöglichkeiten unbemannter Flugroboter (Unmanned Aerial Vehicles – UAV) in der Umwelt-und Sicherheitstechnik sind riesig. Von der Gas-Messung, der Thermografie bis hin zum Katastrophenschutz oder der Inspektion von technischen Anlagen können Flugroboter nah am Objekt die Messergebnisse oder Bilder detailgetreu erfassen und in Echtzeit übermitteln. Mit Hilfe innovativer GeoIT sollen zunehmend Unmanned Aircraft Systems (UAS) zur Effizienz und Akzeptanz der Energiewende beitragen. Höhere Nutzlasten und automatisierte Systeme stellen dabei eine besondere Herausforderung dar. Hier setzt eine Lösung von Helbing Drones Flugroboter Systeme aus dem Harz an: Eine optimierte Entwicklung als senkrecht startende und GPS gestützte Schwebeplattform ermöglicht sowohl anwendungsspezifische Zuladungen als auch autonome Flüge.

 

Materialprüfer spüren mit Mikroflugzeug Schäden an Brücken und Gebäuden auf. Mit diesem 1,2 Meter großen Oktokopter können Ingenieure des Fraunhofer Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren und der Saar-Uni Schäden an Brücken und Gebäuden einfach erfassen. (Foto: Fraunhofer IBP)

Wie am Boden sind auch mit einem Flugroboter ermittelte Mess- oder Inspektionsergebnisse von der Qualifikation des Gutachters oder Fachingenieurs abhängig. Ob bei der Silo Inspektion oder Wartung von Hochspannungs-leitungen, oftmals als reine Sichtprüfung, Leckageortung via Infrarot oder Substanzprüfung bei Brücken. Flugroboter können hier zur Arbeitserleichterung und besserer Dokumentation beitragen. Schon heute übernehmen UAV`s dank anwendungsspezifischer Messsensorik und Datenauswertung eine zentrale Rolle bei zahlreichen Anwendungen der Umwelttechnik. Damit das System auch ohne „Pilotenausbildung“ im Handling reproduzierbare und beweissichere bzw. normgerechte Analysen oder Bestandsaufnahmen ermöglicht, ist ein professioneller Umgang mit dem UAV-Komplettsystem notwendig und wird je nach Anforderung durch Flugschulungen sichergestellt.

 

Schwebeplattform für Umweltdienstleister

UAS verknüpfen die technischen Strukturen der UAV`s mit der Bodenkontrollstation und der Kommunikation zum UAV und können durch gesammelte Geoinformationen schon heute zur Effizienz und Akzeptanz der Energiewende beitragen, ist sich Peter Loef (Vorstandsvorsitzender) Anwenderverband für integrierte Rauminformationen und Technologien (AIR) e.V. sicher.

„Die Nutzung von Rauminformationen durch GeoIT unterstützt die Energiewende, in dem sie ungenutzte Wind-, Sonnen oder Biomassepotenziale aus der Luft ermittelt sowie bei der Standortwahl aktuelle Daten liefert und auf diesem Wege einer Energiekostensteigerung entgegen wirkt. Intelligente, auf Geodaten gestützte Netzsteuerungen (Smart Grids) vermeiden die unnötige Drosselung von Photovoltaik- oder Windkraftanlagen und sorgen für die bestmögliche Ausschöpfung der erneuerbaren Energien. Als eine Möglichkeit die heute noch zu wenig genutzt wird, ist die Datenermittlung zur Unterstützung der Standortauswahl. Hier kommt der komfortablen Geodatenbereitstellung künftig noch mehr Bedeutung zu“, beschreibt Loef den Trend.

 

Inspektion von Windrädern

Schon früh befasste sich Alexander Helbing, Inhaber und Gründer von HELBING DRONES mit der Entwicklung von Drohnen und Robotik sowie verschiedenen UAV – Systemen. „Inzwischen werden immer häufiger Spezialanwendungen nachgefragt, doch die Komplexität der Systeme und Unkenntnis der praktikablen Regelungen im Luftfahrtrecht lassen noch zahlreiche Interessenten zögern. Seit mittlerweile drei Jahren befassen wir uns intensiv mit dem Thema und prüfen jede Anfrage vorab auf Machbarkeit und konnten so in den letzten Jahren neben Standardlösungen zahlreiche Sonderprojekte bedienen“, erinnert sich Helbing.

 

Anwendungen

  • Vermessungen
  • E-Power Wartung von Hochspannungsleitungen / Masten
  • Umweltbeobachtung-Umweltforschung / Schutz
  • Sportveranstaltungen
  • Luftbildfotografie
  • Archäologie
  • Feuerwehr
  • Gas-Messung
  • Thermografie
  • Katastrophenschutz
  • Hochwassereinsatz

„Auf der Suche nach Optimierungspotential wurde dann schnell klar das die Herausforderungen und der Kostendruck für Unternehmen der Umwelt- und Energiebranche durch die Anwendungsvielfalt bedingt leistungsstarke und robuste Flugplattformen benötigt. Als Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist es uns gelungen mit Basis-Modellvarianten die leistungsstärkste Serie an professionellen Geräten zu fertigen, betätigen uns die Einsatzerfahrungen unserer Kunden. Die Flugroboter werden auf die jeweiligen Anforderungen wie Kameraauslösung, Flugzeit, Stromversorgung oder Sensorik (Systemintegration) angepasst und können verschiedenste Aufgaben übernehmen. So können große Industrieanlagen kostengünstig überwacht werden, oder der klassische Einsatz als Kameraträger, für Foto und Videokameras welche unter anderem zur Inspektion von Windkraftanlagen oder für Sichtkontrollen benötigt werden. Auch Thermografiemessungen zur Überprüfung der Wärmedämmung an Gebäuden und Dächern oder das kostengünstige Überprüfen von Photovoltaikanlage sind ohne großen Aufwand, durch den Einsatz unserer Flugroboter mit Wärmebildkamera möglich. Durch die Verwendung hochwertiger Komponenten wie CFK und Titan für das Rahmen System (Frame), ist es gelungen einen leichten und dennoch sehr stabilen Flugroboter zu erhalten“, beschreibt Helbing die vielseitigen Anwendungen.

Zum Einsatz kommen hoch effektive Brushless Elektromotoren, die für lange Flugzeiten sorgen und verschleißarm sind. Die komplette Montage und Konfiguration der Flugroboter findet in Deutschland statt. Standardmäßig sind 100m Flughöhe nach Luftfahrtverordnung erlaubt !

Als Hersteller setzt Helbing Drones auf Qualität, so kommt zur Ansteuerung der Motoren das speziell entwickelte Herkules ESC – System (Electronic Speed Controller) zum Einsatz. Dieses wurde eigens für Flugroboter entwickelt und bietet eine hohe Zuverlässigkeit und ein schnelles Regelverhalten für ruhige und stabile Flüge auch bei Wind. Ebenfalls eine Besonderheit stellt die verwendete Flugsteuerung da, hierbei handelt es sich um ein bewährtes Steuerungssystem, das viele Futurs bietet und dem Piloten das Fliegen deutlich erleichtert, so besitzt die Steuerung einen GPS Autopiloten der die Drohne positioniert oder selbstständig eine Landung durchführen bzw. auch autonom agieren kann. Zum Einsatz kommen hoch effektive Brushless Elektromotoren, die für lange Flugzeiten sorgen und verschleißarm sind. Die komplette Montage und Konfiguration der Flugroboter findet in Deutschland statt. Standardmäßig sind 100m Flughöhe nach Luftfahrtverordnung erlaubt !

Damit ein professioneller Umgang mit dem Komplettsystem möglich ist wurde bei der Entwicklung das Augenmerk besonders auf eine einfache Bedienbarkeit der Flugroboter gelenkt, die für „normale“ Anwendungen bereits mit einer Einweisung und Flugschulung erzielbar ist. Die HD- Flugroboter sind mittlerweile so ausgelegt, dass Sie auch mittels Tablet geflogen werden können und durch eine Flugschulung schnell beherrschbar sind.

Große Nutzlasten wie Kameras, Messgeräte, IR-Kameras (Infrarot Kamera / Wärmebildkameras), Gassensoren und weiteres technisches Equipment können problemlos mitgeführt werden. Eine hochpräzise Steuerung überwacht die gesamte Stabilisation der Flugdrohne und sorgt so für wackelfreie Film und Bildaufnahmen bzw. hohe Messegenauigkeiten. Die bestehenden Set Systeme sind mit einer Kamerahalterung ausgestattet, welche über 2 bzw. 3 Achsen zusätzlich zum Flugroboter stabilisiert und so ein immer gleichbleibendes Bild unabhängig zur Fluglage des Roboters gewährleistet. Das Live Bild der Kamera wird auf der Bodenstation in Echtzeit wiedergegeben.

 

Drohne als Sicherheitsbeauftragter

Branchenkenner gehen davon aus, dass Flugroboter in Zukunft zu unserem Alltag gehören und in den verschiedensten Bereichen zur Aufklärung und Überwachung eingesetzt werden.

 

Als Teilergebnis der Studie „Strategie 2030 – Sicherheitsindustrie“ aus dem Jahr 2008, durchgeführt von der Berenberg Bank im Auftrag der Hamburgisches WeltWirtschaftsInstitut gemeinnützige GmbH (HWWI), wurde auch das Potential von Flugrobotern in der Sicherheitsindustrie ermittelt. Demnach wäre der Einsatz von UAV`s zur Überwachung in Stadien erst ab 2030 möglich. Anders als in der Studie angenommen sind Flugroboter durch die rasanten Technologiesprünge der letzten Jahre schon heute in der Lage über den Köpfen der Zuschauer zu schweben und so für die Sicherheit von Sportlern und Besuchern zu sorgen. „Unsere Drohnen können autonom agieren, liefern GPS Positionsdaten und ihr Bild sogar in Echtzeit an die Bodenstation! Sie werden ebenfalls schon für BOS (Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben) eingesetzt.

 

Auch an Wochenenden kann eine autonome Objektüberwachung erfolgen.

„Unsere neueste Entwicklung im Bereich der Geländeüberwachung setzt hier ebenfalls an und kann schon heute durch eine bereits in Gebäuden erprobte „Tätermarkierungsoption“ Täter und Diebstahlgut beweissicher kennzeichnen und so für mehr Sicherheit und zeitnahe Aufklärung sorgen,“ ergänzt Helbing. Dabei transportiert die Drohne eine Ladung welche beispielsweise über eine oder mehrere Personen verstreut werden kann. Diese Flüssigkeit, ein bis zu 3 Tage aktives bzw. nachweisbares Spezialgemisch in Verbindung mit einem Spezialpulver (beide Komponenten sind ungiftig und umweltverträglich), kann unter anderem Tätergruppen auf großen Industriegeländen aus der Luft markieren.

 

Das auf eine bestimmte Lichtfarbe empfindliche Gemisch leuchtet wenn es angestrahlt wird stark orange bis rot. Somit ist eine Identifizierung der Personen aber auch des Diebesgutes möglich. Das Pulver wird bei Kontakt auf alle weiteren Gegenstände des Täters z.B. Autositze übertragen.

Steckbrief: Der HD8-1100 ist ein sorgfältig entwickelter HighEnd Oktocopter speziell für schwere Nutzlasten bis 5000 Gramm

 

Wie bei allen Anwendungen oder Inspektions- und Sicherheitsflügen kann die Drohne direkt und autonom agieren. Ein Autopilot übernimmt die Start-und Landefunktion und kann während ein Gelände abgeflogen wird den Kontrollflug selbständig übernehmen. Die mögliche Nutzlast (Payload) liegt zwischen 500 bis 5000g, kann auf Wunsch auch auf 10kg und mehr erweitert werden.

Leistungsmerkmale:

  • Speziell für große Kameras und Messgerät
  • Hochwertige Materialien wie Carbon und Titan
  • Komfortabler Transport, dank eines Klappmechanismus.
  • Stabilisierte Kamerahalterung
  • Einziehfahrwerk für eine 360° Sicht
  • Komplett montiert und eingestellt
  • GPS- Autopilot
  • Autonome Navigation (Wegpunkte)

 

www.helbing-drones.de

 

Abdruck für die Fachpresse gegen Belegexemplar -Link kostenfrei.

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Kontakt:

Technik: HELBING DRONES UAV Systems & Multicopter

Alexander Helbing

37441 Bad Sachsa

Oberdorf 9

Deutschland

Mail: info@helbing-drones.de

Tel.:+49-(0)5523/9537765

www.helbing-drones.de

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