Mikro-Helikopter werden flügge

Die Flugroboter sind vollgepackt mit ETH-Know-how und wurden zusammen mit einer spezialisierten Firma in München entwickelt. (Bild: Peter Rüegg / ETH Zürich)

Forschende haben eine neue Art von Flugrobotern entwickelt, die nur mit Bordkameras und einem Mini-Computer bestückt, navigieren können. Die Mikro-Helikopter kommen ohne GPS und Fernsteuerung aus und erreichen somit eine neue Stufe von Autonomie.

Weltweit wird geforscht und getüftelt, um Mikro-Helikopter — so genannte Micro Aerial Vehicles (MAV) — laufend weiter zu entwickeln und zu verbessern. Von der Eleganz eines Vogels im Flug ist man mit den bisherigen Lösungen allerdings noch weit entfernt. Die heutigen Flugroboter sind gross und schwer und sind im Einsatz im freien Feld oft abhängig von GPS oder von einem trainierten Piloten. Das 2009 gestartete EU-Projekt "sFly" hatte sich deshalb zum Ziel gesetzt, Flugroboter zu entwickeln, die einige dieser Fesseln sprengen würden. Inzwischen sind die Entwicklungsarbeiten abgeschlossen und die Flugroboter haben ihre Feuertaufe im freien Feld bestanden.

Kameras zur Navigation und Kartierung

Eine Innovation der Flugroboter besteht darin, dass die Geräte mithilfe von Kameras und einem Mini-Computer an Bord in der Lage sind, ihren Flug zu stabilisieren und sich zu orientieren, ohne für die Navigation auf eine Verbindung zur Bodenstation angewiesen zu sein. Konkret werden die Flugbewegungen des Helikopters in Echtzeit aus den Kamerabildern berechnet und von einer Flug-steuereinheit mit den Sollwerten verglichen und bei Abweichungen korrigiert.

Diese Technologie, entwickelt am Labor für Autonome Systeme der ETH Zürich, hat zwei gewichtige Vorteile gegenüber GPS-basierten Flugrobotern. Zum einen funktionieren sie sowohl im Freien wie auch in geschlossenen Räumen. Zum andern können die Flugroboter auch dann noch navigieren, wenn das GPS z.B. wegen zu dichten Bauten seinen Dienst versagt. Die kamera-basierte Technologie erlaubt erst noch eine viel genauere Positionierung der Fluggeräte, als es mit GPS möglich ist, sagt Projektkoordinator Davide Scaramuzza. Je nach Umgebung könne der GPS-Fehler bei 70 m liegen — viel zu ungenau, wenn mehrere Flugroboter nahe aneinander fliegen.