Drohnenwissen

Welche Sensorik ist in einer Drohne verbaut?

Wenn von Sensorik bei einer Drohne gesprochen wird, sind meist die Inertial Measurement Unit (IMU), der Luftdrucksensor, der Magnetkompass und das Global Navigation Satellite System (GNSS) sowie optische oder akkustische Sensoren gemeint.

Die IMU besteht aus Beschleunigungs- und Drehratensensoren, um die Lageänderung um die eigenen drei Achsen festzustellen. Die Messwerte werden in der Fluglagensteuerung (flight control) verarbeitet und als Stellgrößen an die Motorregler weitergegeben. Ohne IMU ist ein Multikopter im Gegensatz zu Starrflüglern nicht flugfähig.

Der Luftdrucksensor misst die Höhe barometrisch. Je weiter man sich von der Erdoberfläche entfernt, desto geringer wird der Luftdruck. Dies ist messbar und wird zum Halten der Flughöhe genutzt. Kommt es durch Böen zu schnellen Luftdruckänderungen, ist dies auch im Flugverhalten der Drohne zu sehen.

Der Magnetkompass dient der Ausrichtung der Drohne. Ist der Kompass beispielsweise durch elektromagnetische Felder, wie Hochspannungsleitungen, gestört, hat dies negativen Einfluss auf das geradlinige Fliegen der Drohne. Vor allem der GPS-unterstütze Modus funktioniert dann nicht sicher. Dieser nutzt den Magnetkompass, um die meist durch Wind verursachten Positionsänderungen in die richtige Richtung auszugleichen.

Das GNSS hilft der Drohne festzustellen, wo auf der Erde sie sich befindet. Je mehr Satelliten vorhanden sind, desto genauer ist die Messung der Position. Mittlerweile können Daten von verschiedenen Satellitensystemen wie GPS, GLONASS, Galileo oder Beidou genutzt werden.

Akkustische Sensoren wie Ultraschall werden bei manchen Drohnen zur Abstandsmessung eingesetzt. So kann beispielsweise der Abstand zum Untergrund für das automatische Landen und Starten gemessen werden.

Optische Sensoren dienen, wie der Ultraschall, zur Abstandsmessung, aber auch zur Hinderniserkennung oder zur Messung der Positionsänderung über markanten Oberflächen. Hierfür werden vor allem Infrarot- oder Stereokameras genutzt.

All diese Sensoren helfen in ihrem Zusammenspiel dem Piloten das Fliegen einer Drohne zu vereinfachen.