Drohnen mit Anruf steuern
Um Drohnen kommerziell und flächendeckend einzusetzen, bedarf es einer stabilen und überall verfügbaren Kommunikation. Forscher des Fraunhofer-Instituts haben eine bestechend einfache Lösung gefunden: Sie rufen die Drohne einfach an.
Quelle: Fraunhofer HHI
Das robuste Steuermodul wird direkt auf die Drohne montiert.
Quelle: Fraunhofer HHI
Das vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik entwickelte Steuermodul ist leicht und kompakt. Daher wirkt es sich kaum auf den Energieverbrauch der Drohne aus.
Quelle: Fraunhofer HHI
Testdrohne des Fraunhofer HHI.
Heute ist der Einsatz von Drohnen eher im Hobbybereich angesiedelt. Immer häufiger dringen aber auch Ideen und Forschungen für eine kommerzielle Nutzung der kleinen Fluggeräte in den Fokus der Öffentlichkeit. Sie sollen in Zukunft Pakete liefern oder bei der Brandbekämpfung helfen, indem sie das Gebiet als erste überfliegen und der Feuerwehr ein erstes Bild vermitteln. Dabei taucht die Frage der Kommunikation zur Steuerung und Ortung auf. Sie muss nicht nur stabil und überall verfügbar sein, sondern auch ausser Sichtweite funktionieren und günstig zu realisieren sein. Heute werden die Drohnen in der Regel per Funk gesteuert, dessen Reichweite aber begrenzt ist. Eine weitere Möglichkeit ist das Senden und Empfangen von Informationen via Mobilfunkdatenkanäle, doch diese sind nicht auf eine konstante Echtzeitübermittlung ausgelegt, sondern auf die das kurzzeitige Übermitteln von Datenpaketen. Bei diesen Kanälen ist ausserdem die Überlastung ein potenzielles Problem.
Experten des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik (Heinrich-Hertz-Institut) haben eine stabile, günstige und reichweitenunabhängige Lösung entwickelt, die im Prinzip sogar sofort umsetzbar ist: Sie nutzen die Sprachkanäle des Mobilfunknetzes, sprich, sie rufen die Drohne einfach an. „Ein grosser Vorteil ist, dass Sprachkanäle im Gegensatz zu Datenverbindungen nahezu überall verfügbar und äusserst zuverlässig sind“, so Tom Piechotta, Wissenschaftler beim Fraunhofer-Institut, in einer Mitteilung. Selbst in Gegenden, wo eine Datenverbindung nicht oder nur eingeschränkt möglich sei, sei die Netzabdeckung für Sprachkanäle meist noch gegeben. Ausserdem würden kaum zusätzliche Kosten entstehen, da die Infrastruktur bereits besteht.
Piechotta erklärt, wie die Idee von ihm und seinen Kollegen funktioniert: „Bei Steuerbefehlen und Ortsinformationen handelt es sich um verhältnismässig kleine Informationsmengen. Wir wandeln die Befehle in Audiosignale um, ähnlich wie früher bei Modems. Diese übersetzt ein kleines Modul auf der Drohne zurück in den Steuerbefehl.“ Da die Übertragung über das normale Mobilfunknetz laufe, sei eine Verbindung zur Drohne an nahezu jedem Punkt der Erde möglich – quasi per Ferngespräch. Befindet sich die Drohne ausser Sichtweite, wird ihr Standort visualisiert; etwa über Online-Kartendienste wie Google Maps. Position und Höhe des Geräts werden in Echtzeit übertragen und auf der Karte angezeigt. Zusätzlich könnten die Drohnen mit eigenen Sensoren ausgestattet werden, um spontane Hindernisse wie etwa andere Drohnen, Helikopter oder Kräne zu erkennen und zu umfliegen.
Der Wissenschaftler hält auch die Gefahr eines Netzausfalls für gering: „Sollte ein Netz ausfallen, weicht die Verbindung auf einen anderen Mobilfunkstandard aus, zum Beispiel von LTE auf GSM oder UMTS. Sollte die Verbindung doch einmal abbrechen, ruft die Drohne innerhalb kürzester Zeit automatisch zurück.“ (pd/mt)
