Die autonomen Flugdrohnen können aus sicherer Entfernung und berührungslos großflächig kontaminierte Gebiete überwachen und Kampfmittelreste präzise lokalisieren. (Bild: Fraunhofer IFF)
Auch Jahrzehnte nach dem Ende eines Krieges bleiben Landminen und andere Kampfmittelrückstände eine ständige Bedrohung. In Ländern wie der Ukraine ist ein Drittel der Landesfläche betroffen – Landwirtschaft, Infrastrukturprojekte und sogar das Leben selbst stehen auf dem Spiel. Laut Schätzungen des UN-Büros für humanitäre Angelegenheiten (OCHA) handelt es sich dabei um Millionen Quadratkilometer, die vermint oder potenziell kontaminiert sind. Besonders tückisch: viele Minen sind nichtmetallisch, schwer zu entdecken und damit eine Herausforderung für klassische Detektionsmethoden.
Die vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie entwickelte AutoDrone-Plattform vereint hochauflösende Sensortechnologie mit autonom agierenden Drohnensystemen. Zwei Hauptvarianten sind im Einsatz:
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AutoDrone-Basissystem: Für Einzelmissionen mit höchster Präzision
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AutoDrone-Schwarmsystem: Für parallele Flugoperationen mit mehreren Drohnen
Beide Systeme sind darauf ausgelegt, autonom festgelegte Routen abzufliegen, Daten synchron zu erfassen und in Echtzeit auszuwerten. Das sorgt nicht nur für eine deutliche Zeitersparnis, sondern minimiert auch das Risiko für beteiligte Menschen.
So funktioniert das Basissystem in der Praxis
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. 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) lassen sich präzise Sensordaten zur Detektion der zu räumenden Objekte erzeugen. Die Sensordaten werden zeitsynchron mit RTK-Positionsinformationen georeferenziert. Geophysiker erhalten damit eine verlässliche Datenbasis für die Beurteilung potenzieller Gefahrenstellen.
Neuartiger Schwarmansatz
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 merklich 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.
Weitere Einsatzmöglichkeiten
Neben dem Einsatzszenario der Kampfmittelräumung ist das System auch als mobile Sensorplattform für andere Anwendungen, wie geophysikalische Untersuchungen, die eine präzise Sensordatenerfassung in geringer Flughöhe erfordern, einsetzbar.
Mit der AutoDrone-Technologie betritt die Kampfmittelräumung ein neues Zeitalter. Was früher Wochen oder Monate dauerte, lässt sich jetzt in Stunden realisieren – präzise, autonom und sicher. Die Anwendung geht dabei weit über militärische Altlasten hinaus. Diese Technologie hat das Potenzial, unsere Welt messbar sicherer zu machen.