Immer häufiger werden Drohnen eingesetzt, um größere Gebiete abzufliegen und Daten zu sammeln. Dies wird beispielsweise für Wälder genutzt, um den Baumbestand zu monitoren, für Schadensgebiete, damit Rettungskräfte schneller handeln können oder für Betriebsgelände, um diese effizient weiterzuentwickeln.

Aus der Luft erhalten wir Daten und damit eine zuverlässige Übersicht der Gebietssituation. Experte für Drohnenbefliegungen und deren Auswertung ist das Unternehmen Quantum-Systems. Es hat sich auf die Entwicklung und Produktion von Drohnen für den professionellen Einsatz spezialisiert. In die Fluggeräte lassen sich hochpräzise Sensoren für unterschiedliche Anwendungsgebiete integrieren. Dazu zählen Multispektralsensoren, LiDAR-Lösungen und Thermalkameras. Die Quantum-Systems eVTOL UAS können mit verschiedenen professionellen Sensoren für eine breite Palette von Anwendungen ausgestattet werden. Die Flugplanungssoftware QBase 3D macht es einfach, jede Mission zu planen, zu vermessen und aufzuzeichnen. Die aufgenommenen Bilder können problemlos in jedes gängige Softwaretool zur Nachbearbeitung importiert werden.

Mit wenigen Klicks in der von Quantum-Systems selbst entwickelten und für C# basierende Flugplanungssoftware QBase tactical kann eine Mission für den Vector erstellt werden, um das UAV innerhalb weniger Minuten in die Luft zu bekommen, so dass es mit seinem Auftrag beginnen kann.

Die Flugplanungssoftware basiert auf ArcGIS für Runtime von Esri.

Beschreibung und Beispiel einer Drohnen-Flugplanung

Zuerst wird in QBase tactical ein Home Waypoint definiert, welcher als Start- und Landeplatz für den Vector dient. Die Transitions- und Retransitionshöhe kann je nach Hindernissen in der näheren Umgebung angepasst werden. Die Transition ist der Übergang vom Senkrechtflug im sogenannten Copter-Modus in den Waagerechtflug im Flugzeugmodus. Nun kann eine komplette Mission geplant oder nur ein einziger Wegpunkt gesetzt werden, an dem der Vector kreist und auf weitere Instruktionen wartet. In der folgenden Abbildung wurden zwei Wegpunkte geplant und der 2. Wegpunkt als sogenannter Loiter Waypoint definiert, an welchem der Vector in 100 m Flughöhe in einem Radius von 150 m für vier Minuten kreist.

Abb.: Planung zweier Wegpunkte

Der Vector kann nun während des Fluges durch einen Klick in die Karte zu jedem beliebigen Punkt innerhalb der Reichweite geschickt werden. Diese Funktion nennt sich „Fly To“.

Der Sichtbereich des Sensors kann dabei mittels GeoLock fest auf eine Stelle ausgerichtet sein oder über die Tracking Funktionalität einem beweglichen Objekt wie z.B. einem Fahrzeug folgen. Das Video wird während des gesamten Fluges zur Bodenkontrollstation gesendet und dort abgespeichert.

Full Motion Video

In vielen Fällen ist jedoch wichtig eine genau Verortung und räumliche Auswertung der Aufnahmen zu bekommen. Hierbei ist die Funktion Full Motion Video in ArcGIS Pro sehr hilfreich. Full Motion Video (FMV) in der Erweiterung ArcGIS Image Analyst stellt Funktionen für die Wiedergabe und die räumliche Analyse von FMV-kompatiblen Videodaten bereit.

Zur weiteren Analyse des Fluges kann das Video in ArcGIS Pro eingeladen werden und mit Full Motion Video in der Erweiterung ArcGIS Image Analyst abgespielt werden.

Abb.: Full Motion Video in ArcGIS Image Analyst

Da mit Full Motion Video Screenshots direkt in der Karte verortet werden können, oder Objekte im Videobild selbst vermessen werden können, gibt es für diese Funktion zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten für die Bereiche Öffentliche Sicherheit und Katastrophenschutz, Verteidigung, Grenzschutz oder andere Regierungsbehörden. In Kombination mit dem Vector und seiner Sensorik bietet Full Motion Video umfangreiche Möglichkeiten um einen klaren Überblick auch über komplexe Lagen, so dass auf dieser Basis eine Analyse und optimale Auswertungen generiert werden können.

Zwei Drohnen-Modelle im Vergleich

Es gibt verschiedene Drohnen-Modelle für unterschiedliche Einsätze. Eines, welche für diese Art von Flugplanung von Quantum-Systems verwendet wird ist Vector. Der Vector ist eine senkrechtstartfähige fixed-wing Drohne, die mit verschiedenen Sensoren zur optischen Aufklärung ausgerüstet werden. Beispielsweise kann ein Gimbal mit 20-fach optischem und 4-fach digitalem Infrarotzoom ausgewählt werden.

Vector

Max. Startgewicht7,4 kg
Max. Flugzeit120 min
Reichweite Datenlink15+ km (25+ km mit Sektorantennen)
PayloadHD40-LV EO/IR & NightHawk2-UZ EO/IR
Fluggeschwindigkeit15 – 25 m/s
WindBis zu 12 m/s
Spannweite2,80 m
Abmessungen Transportbox0,85 x 0,47 x 0,28 cm

In vielen Fällen ist jedoch eine genau Verortung und die räumliche Auswertung der Aufnahmen gefragt. Hierbei ist die Funktion Full Motion Video in ArcGIS Pro sehr hilfreich. Full Motion Video (FMV) in der Erweiterung ArcGIS Image Analyst stellt Funktionen für die Wiedergabe und die räumliche Analyse von FMV-kompatiblen Videodaten bereit.

Trinity F90+

Werden hochpräzise Geländemodelle, Orthomosaike oder Punktwolken von mehreren 100 Hektar benötigt, bietet Quantum-Systems mit der Trinity F90+ das richtige Werkzeug.

Die Trinity kann mit aktuell acht verschiedenen Payloads für eine Vielzahl von Anwendungsfällen ausgestattet werden. Die Palette der voll in das System integrierten Sensoren reicht dabei von RGB-Kameras mit bis zu 42MP Auflösung über Multispektralsensoren mit bis zu 10 Spektralkanälen und Thermalsensoren bis zum einzigen in dieser UAV-Klasse verfügbaren LiDAR, dem Qube240.

Max. Startgewicht5 kg
Max. Flugzeit90 min
Reichweite Datenlink7 km
PayloadRGB, Multispektral, Thermal, LiDAR
Fluggeschwindigkeit17 m/s
WindBis zu 12 m/s
Spannweite2,394 m
Abmessungen Transportbox1,002m x 08,30 x 0,27 cm

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