Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb Autonome Drohnentechnologie für die sichere Kampfmittelräumung
Landminen und Kampfmittelrückstände stellen noch lange nach Kriegsende eine tödliche Gefahr dar und beeinträchtigen oder verhindern gar die Nutzung ganzer Regionen. In der Ukraine beispielsweise ist derzeit ein Drittel des Staatsgebietes betroffen und es besteht dringender Handlungsbedarf diese Gebiete wieder verfügbar zu machen. Das Fraunhofer IFF hat gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie eine innovative Drohnenlösung entwickelt, die eine sichere, schnelle und effiziente Kampfmittelortung ermöglicht. Die Technologie kombiniert hochauflösende Sensordaten mit autonomen Flugsystemen.
Die Technologie bietet zwei Systemkonfigurationen: das AutoDrone-Basissystem und ein AutoDrone-Schwarmsystem. Beide Lösungen ermöglichen die Planung und Durchführung autonomer Flugmissionen, entweder mit einer einzelnen Drohne oder mit einem Drohnenschwarm.
Während des Fluges des AutoDrone-Basissystems werden die Messwerte auch in unebenem Gelände mit hoher Genauigkeit erfasst. Die Drohne fliegt automatisch vorkonfigurierte Routen mit konstanter Flughöhe und Geschwindigkeit ab, um eine maximale Datenqualität zu gewährleisten. In umfangreichen Tests konnte die hohe Leistungsfähigkeit der Fraunhofer-IFF-Entwicklung nachgewiesen werden. Durch eine exakte und konturfolgende niedrige Flughöhe (50 cm über der Geländeoberfläche) bei gleichzeitig geringen Vibrationen und hohen Fluggeschwindigkeiten (3 m/s bis 5 m/s) können präzise Sensordaten zur Detektion der zu räumenden Objekte erzeugt werden. Die Sensordaten werden zeitsynchron mit RTK-Positionsinformationen georeferenziert. Geophysiker erhalten damit eine verlässliche Datenbasis für die Beurteilung potenzieller Gefahrenstellen.
Das AutoDrone-Schwarmsystem geht noch einen Schritt weiter: Es ermöglicht eine automatisierte, schwarmbasierte Kampfmitteldetektion mit mehreren gleichzeitig eingesetzten Drohnen. Dabei werden die einzelnen Drohnen je nach Kampfmittelart mit einer spezifischen Sensortechnologie ausgestattet, um optimale Flugparameter für die Detektion einstellen zu können. Dies führt zu einer deutlichen Steigerung der Aussagequalität der fusionierten Sensordaten, um auch die schwierige Detektion von nichtmetallischen Minen zu ermöglichen. Bei Verwendung gleicher Sensormodule kann ein Drohnenschwarm die Untersuchungsdauer der belasteten Fläche deutlich reduzieren. Eine intelligente Kommunikationsstrategie gewährleistet die koordinierte Steuerung aller Drohnen auch bei partiellem Signalverlust. Für den sicheren autonomen Betrieb auch in komplexem Gelände sind eine erweiterte Hinderniserkennung und eine adaptive Flugbahnanpassung in Echtzeit integriert. Die gewonnenen Daten werden abschließend an den Kampfmittelräumdienst zur weiteren Einsatzplanung übergeben.
Neben dem Einsatzszenario der Kampfmittelräumung kann das System auch als mobile Sensorplattform für andere Anwendungen, wie z. B. geophysikalische Untersuchungen, die eine präzise Sensordatenerfassung in geringer Flughöhe erfordern, eingesetzt werden.
Mit der AutoDrone-Technologie steht eine zukunftsweisende Technologie zur Verfügung, die einen wesentlichen Beitrag zur Sicherheit und Effizienz in der Kampfmittelräumung leisten kann.