Der Dronehub Klagenfurt, ein Forschungszentrum für unbemannte Flugsysteme an der Universität Klagenfurt, hat eine beeindruckende Erweiterung seiner Testinfrastruktur in Betrieb genommen. Mit der Eröffnung der Outdoor Drone System Arena (ODSA), die als das größte Bauwerk ihrer Art weltweit gilt, steht den Forschern nun eine einzigartige Einrichtung zur Verfügung, um innovative Drohnentechnologien unter realen Bedingungen zu entwickeln und zu erproben.
Die Drohnenarena, ein imposantes Bauwerk mit einer Grundfläche von über 1.000 Quadratmetern, hohen Stahlsäulen, ergänzt die bereits bestehende Indoor-Drohnenhalle. Sie wurde speziell dafür konzipiert, die autonomen Flugeigenschaften von Drohnensystemen unter freiem Himmel zu untersuchen, wobei realitätsnahe Einflüsse wie Wind, Kälte, Hitze, Nebel und insbesondere GPS-Störungen simuliert und gemessen werden können.
Technologie unter Realbedingungen testen
Die Arena ist mit einem hochpräzisen Motion-Capture-Kamerasystem des Herstellers Qualisys ausgestattet. Dieses System dient als „Ground Truth“ – eine Referenzbasis zur genauen Positionsbestimmung – um autonome Flugaktivitäten präzise zu verfolgen und die Flugbahn der Drohnen auf den Millimeter genau zu erfassen. Die gesammelten Bewegungsdaten sind essenziell für die Validierung und Optimierung der entwickelten Algorithmen.
Stephan Weiss, Leiter der Forschungsgruppe Control of Networked Systems und Initiator des Baus, erklärte die Notwendigkeit der neuen Outdoor-Anlage: „Weil wir für viele unserer Anwendungsfälle davon ausgehen, dass die Drohnen im Freien wie in Wäldern oder in Katastrophengebieten zum Einsatz kommen, ist es wichtig, dass uns nun auch eine Outdoor-Infrastruktur – mit den üblichen Einflüssen von Wind, Kälte, Hitze, Nebel, etc. – zur Verfügung steht.“ Die Fähigkeit, Algorithmen in einer realistischen, von Umwelteinflüssen geprägten Umgebung zu testen, ist ein entscheidender Vorteil, da die Verlässlichkeit der Drohnen in extremen oder unvorhersehbaren Szenarien von höchster Bedeutung ist.
Für die Drohnenforscher stehen auf dem Gelände der Arena zudem zwei Container mit technischer Infrastruktur und Arbeitsräumen bereit, um die erhobenen Daten direkt vor Ort auszuwerten und die Systeme zu warten.
Klagenfurt als internationaler Forschungsknotenpunkt
Die Drohnenarena wurde vom Lakeside Science & Technology Park realisiert, auf dessen Gelände sie errichtet wurde. Bernhard Lamprecht, Geschäftsführer des Lakeside Park, sieht in der ODSA eine wichtige Bereicherung für den Technologie-Standort: „Die Umsetzung der Drohnenarena durch den Lakeside Park zeigt, wie konsequent wir an diesem Standort zukunftsweisende Technologien unterstützen. Unser zentraler Anspruch ist es, exzellenter Forschung den Raum zu geben, den sie benötigt, um Innovationen mit internationaler Strahlkraft hervorzubringen.“ Die Arena soll nicht nur der universitären Forschung dienen, sondern auch Unternehmen die Möglichkeit bieten, sich in diesem zukunftsweisenden Forschungs- und Entwicklungsbereich weiterzuentwickeln.
Finanziert wurde der Bau des ODSA durch die erfolgreiche Einwerbung von Mitteln des Bundesministeriums für Frauen, Wissenschaft und Forschung sowie der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) durch die Forschungsgruppe Control of Networked Systems.
Fokus auf autonome Multidrohnensysteme
Die Forschungsarbeiten an der Universität Klagenfurt, die bereits seit 2008 laufen und im Dronehub gebündelt sind, konzentrieren sich auf die Entwicklung von hochentwickelten Multidrohnensystemen. Die Vision ist die Schaffung von „Drohnenschwärmen“, die in der Lage sind, Aufgaben ähnlich einem Vogelschwarm ohne zentrale Steuerung autonom zu erledigen, sich selbstständig zu koordinieren und untereinander Daten auszutauschen.
Eine der größten technologischen Herausforderungen, der sich die Forscher stellen, ist die kamerabasierte Navigation. Diese Technologie ermöglicht es den Drohnen, sich unabhängig von externen Signalen wie GPS zu orientieren, indem sie sich ein visuelles Bild ihrer Umgebung machen. Dies ist besonders wichtig für Einsätze in Bereichen, in denen GPS-Signale entweder nicht verfügbar (z. B. in tiefen Schluchten, Höhlen) oder gestört sind (z. B. in Katastrophengebieten oder bei gezielten Sabotageakten).
Vielfältige Anwendungsbereiche der Klagenfurter Technologie
Die in Klagenfurt entwickelten Drohnentechnologien finden Anwendung in einer Vielzahl von Sektoren:
- Einsatz- und Rettungsdienste: Die Systeme werden in Kooperation mit Organisationen wie dem Roten Kreuz und der Feuerwehr entwickelt, um bei Such- und Rettungsaktionen in unübersichtlichem Gelände oder nach Katastrophen schnell und effizient agieren zu können.
- Industrie und Infrastruktur: Drohnen werden zur autonomen Inspektion und Wartung von Industrieanlagen, Schiffen (für Reedereien) oder kritischen Infrastrukturen eingesetzt.
- Geowissenschaften und Landwirtschaft: Anwendung finden die Systeme bei der Waldinventur, um Baumschäden oder Bestandsmengen schnell zu erfassen.
- Weltraumforschung: Die extremen Anforderungen an die autonome Navigation unter GPS-unabhängigen Bedingungen werden sogar im Rahmen von Analog-Weltraummissionen erprobt, beispielsweise unter marsähnlichen Bedingungen.
Der Dronehub Klagenfurt bündelt die Expertise von vier spezialisierten Forschungsgruppen: Control of Networked Systems (Stephan Weiss, Jan Steinbrener, Yannick Morel), Mobile Systems (Christian Bettstetter), Pervasive Computing (Bernhard Rinner) und Multimedia Communication (Christian Timmerer). Die neue Outdoor Drone System Arena ist ein strategischer Baustein, um die Führungsrolle des Dronehub in der Forschung zu autonomen, kamerabasierten Multidrohnensystemen weiter auszubauen und die Praxistauglichkeit dieser zukunftsweisenden Technologie zu gewährleisten.
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