Schutz vor Stromausfällen 16.12.2013, 14:15 Uhr

Drohne überwacht Strommasten mit Infrarot- und Ultraschallsensoren

Die Drohne Multikopter soll Stromnetze noch sicherer machen: Sie fliegt bis auf einen Meter an Strommasten heran und untersucht Isolatoren und Leiterseile. In Zukunft sogar ohne menschlichen Beistand vom Boden. 

Die zwei Kilogramm schwere Drohne untersucht Strommasten aus nächster Nähe mit Kameras, Infrarot- und Ultraschallsensoren. Ist derzeit noch die Fernsteuerung vom Boden notwendig, soll der ein Meter große Multikopter in naher Zukunft selbstständig zum Einsatzort fliegen und autonom arbeiten. 

Die zwei Kilogramm schwere Drohne untersucht Strommasten aus nächster Nähe mit Kameras, Infrarot- und Ultraschallsensoren. Ist derzeit noch die Fernsteuerung vom Boden notwendig, soll der ein Meter große Multikopter in naher Zukunft selbstständig zum Einsatzort fliegen und autonom arbeiten. 

Foto: Universität Kassel

Welche weitreichenden Folgen Stromausfälle in Städten haben können, zeigte die Ausnahmesituation in München im Winter 2012: Nach der Explosion in einem Umspannwerk spielten sich in großen Teilen der Stadt chaotischen Szene ab: Ampeln fielen aus, Fahrstühle blieben stecken.

Um solche Vorfälle zu verhindern, legen Verwaltungen immer größeren Wert auf die Wartung von Strommasten. Bislang gibt es dafür zwei Möglichkeiten: Entweder beobachten Kontrolleure die Leitungen vom Boden mit einem Fernglas. Oder sie steigen kurzerhand in einen Helikopter und dokumentieren den Zustand der Leitungen aus der Luft.

Multikopter ist Spezialist für Hochspannungsleitungen

Beide Möglichkeiten hält Albert Claudi nicht für zuverlässig genug. Der Professor für Anlagen- und Hochspannungstechnik hat deswegen an der Universität in Kassel eine Alternative entwickelt: den Multikopter. Dieser Flugroboter ist darauf spezialisiert,, Hochspannungsleitungen zu überwachen. Er kann bis auf einen Meter an Masten heranfliegen.

„Durch die kurze Entfernung zum Mast liefert die Kamera des Kopters ein schärferes Bild“, erklärt Claudi. „Schäden an den Isolatoren oder den Leiterseilen lassen sich somit viel leichter erkennen.“ Die ein Meter große Flugdrohne könne dabei sogar Defekte aufspüren, die mit dem bloßen Auge nicht sichtbar sind, indem sie Messungen mit Ultraschall- und Infrarotsensoren durchführt.

Drohne soll autonomes Fliegen und Arbeiten lernen

Bislang muss ein Mensch die Drohne vom Boden aus fernsteuern. „Damit will man Unfälle vermeiden. Denn ein unbeaufsichtigter Kopter könnte gegen Hindernisse prallen oder bei entladener Batterie abstürzen“, erklärt Claudi das geltende Flugrecht. Mit dieser Einschränkung will er sich allerdings nicht zufriedengeben. Seine Vision: Zukünftig soll der Multikopter allein arbeiten und selbstständig zur Station zurückfliegen, wenn sich seine Energie dem Ende nähert. Diesen Entwicklungssprung schafft Claudi natürlich nicht allein. Deswegen erhält er Unterstützung von Wissenschaftlern und Studierenden der Informatik und Bildverarbeitung sowie Flug- und Nanotechnik.

Prof. Albert Claudi hat den Multikopter an der Universität Kassel entwickelt. Er und sein Team griffen dabei auf Technik zurück, die Kasseler Forscher für künstliche Intelligenz entwickelt haben. Der Kopter soll nun lernen, Gefahren und Hindernisse selbstständig zu erkennen. 

Prof. Albert Claudi hat den Multikopter an der Universität Kassel entwickelt. Er und sein Team griffen dabei auf Technik zurück, die Kasseler Forscher für künstliche Intelligenz entwickelt haben. Der Kopter soll nun lernen, Gefahren und Hindernisse selbstständig zu erkennen. 

Foto: Universität Kassel

Erste Erfolge hat das interdisziplinäre Team bereits verzeichnet: Der Kopter kann mit einem Navigationssystem gewünschte Geo-Koordinaten anfliegen und dort kleine Aufträge ohne Hilfe erledigen, etwa ein Foto aus vorgegebener Flughöhe schießen. Der zweite Schritt zur intelligenten Flugdrohne ist dann das selbstständige Starten und Landen. Das soll im nächsten Jahr möglich sein.

Technik für künstliche Intelligenz kommt zum Einsatz 

Claudi und sein Team arbeiten sogar schon am dritten Meilenstein. Dabei soll der Multikopter auf Hindernisse reagieren und beispielsweise ausweichen, wenn ein Mensch im Weg steht, oder einen neuen Landeplatz suchen, wenn der anvisierte dieser belegt ist. „Wir greifen auf Technik zurück, die Kasseler Forscher für künstliche Intelligenz entwickelt haben. Eine Herausforderung ist jedoch, dass wir in den Kopter keinen schweren Computer einbauen können“, erklärt Claudi. Denn dieser wiegt nur zwei Kilogramm und ist deswegen nicht der Stärkste. „Die technische Ausstattung müssen wir an sein geringes Gewicht anpassen, außerdem darf der Stromverbrauch nicht zu hoch werden.“

Die Vision des Online-Händlers Amazon, Pakete mit Drohnen an Verbraucher zu liefern, hält Claudi übrigens frühestens in fünf Jahren für umsetzbar. „Dass Kopter Haushalte beliefern – also zwischen Fußgängern umherfliegen – wäre zum heutigen Zeitpunkt viel zu gefährlich. Dazu müssten die Flieger noch intelligenter werden.“ 

Von Patrick Schroeder

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