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Montag, 23.04.2012
Das fliegende Äuglein der ETH

sfly gross
Autonome Mini-Helikopter, die ohne Fernsteuerung und GPS auskommen, könnten selbstständig Katastrophengebiete und andere gefährliche Orte auskundschaften.
 
Die ETH Zürich hat heute neuartige, autonome Flugroboter vorgestellt, an deren Entwicklung die ETH im Rahmen des EU-Projektes "sFly" mitgearbeitet hat. Die Minihelikopterchen sehen ein bisschen aus wie manche Spielzeughelikopter, sind aber wesentlich ausgefeilter (und wohl auch etwas teurer).
 
Die sFly-Roboter funktionieren ohne Fernsteurung. Sie können ein Gebiet selbstständig abfliegen, absuchen oder überwachen und kommen dabei ohne GPS-Navigation aus. So können sie auch in unübersichtlichen Gebieten sowie innerhalb von Gebäuden eingesetzt werden, wo das GPS nicht erreichbar oder zu unpräzise wäre. Das ermöglicht es zudem, einen ganzen "Schwarm" von mehreren Minihelis gleichzeitig im gleichen Gebiet operieren zu lassen, ohne dass sie zusammenstossen. Das kommerzielle GPS, mit einer Ortungsungenauigkeit von je nach Umgebung bis zu 70 Metern wäre dafür viel zu ungenau.
 
Schneller Überblick bei Katastrophen
Noch sind die Flugroboter Prototypen. "Es handelt sich hier um ein Forschungsprojekt, das vor allem die technischen Möglichkeiten ausloten möchte. Wir stellen uns aber vor, dass die Flugroboter, die im sFly-Projekt entwickelt wurden, in einer nicht allzu fernen Zukunft eine wichtige Hilfe sein könnten für Rettungskräfte im Katastropheneinsatz", so Roland Siegwart, Leiter des Labors für Autonome System. Am Schauplatz von Katastrophen könnten die Helis zum Beispiel helfen, indem sie selbsständig Bilder aus der Luft liefern oder auch mögliche Opfer orten, ohne dass sich die Rettungsleute zunächst selbst in Gefahr bringen müssen.
 
Dieser aktuelle und dieser etwas ältere Videoclip auf YouTube zeigen die Roboterhelis in Aktion.
 
Selbstständige Flugkorrektur, 3D-Karte des Geländes
Die Minihelikopter haben einen Durchmesser von rund 50 Zentimetern, sechs Rotoren und ein Gewicht von 1,5 Kilogramm. Sie sind mit je drei Kameras und einem Bordcomputer ausgestattet. Der Bordcomputer sorgt zusammen mit einer Kamera für die Steuerung und die Stabilität der Fluglage. Wenn der Roboter beispielsweise von einem Windstoss getroffen oder einem unerwarteten Objekt abgelenkt wird, kann er dies selbsständig ausgleichen und sich wieder in eine horizontale Lage bringen. Dazu werden die Flugbewegungen des Helikopters laufend in Echtzeit aus den Kamerabildern berechnet, von der Flugsteuereinheit mit den Sollwerten verglichen und bei Abweichungen korrigiert. Diese Technologie wurde am Labor für Autonome Systeme der ETH entwickelt.
 
Die Bilder der beiden weiteren Kameras werden per WLAN an einen Computer am Boden gefunkt, der daraus eine 3-D-Karte des überflogenen Gebiets errechnet. Diese Karte soll unter anderem den Flugrobotern mögliche Hindernisse zeigen. Gleichzeitig kann sie beispielsweise dazu dienen, um die Positionen für die Mini-Helis zu errechnen, von denen aus sie den bestmöglichen Überblick über ein Gebiet haben. Auch die Software für die 3-D-Modellierung stammt von der ETH Zürich. Sie wurde am Institut für Visual Computing entwickelt.
 
Das europäische Projekt "sFly" umfasst Partner aus Deutschland, Griechenland, Frankreich und der Schweiz. Neben den beiden genannten ETH-Forschungsgruppen ist auch das Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique (CSEM) in Neuenburg beteiligt. Mehr dazu findet man auf der Projekt-Homepage von sFly. (Hans Jörg Maron)
 
(Fotos: ETH Zürich, François Pomerleau)
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