Forschung
Unser Ziel
Ziel aller Projekte ist es, die gegenwärtigen Grenzen drohnenbasierter Messungen zu erweitern. Dabei sollen die Potenziale von mobiler Messtechnik mit Drohnen in Theorie und Anwendung erforscht und ein Fortschritt für die diesbezüglichen messtechnischen Grundlagen erreicht werden. Konkret werden dazu die folgenden vier Themengebiete bearbeitet:
- Messprinzip und -methoden,
- Sensorik,
- Signalverarbeitung und Kommunikation,
- Bewertung der Messgüte und Ressourcen
Durch die Zusammenführung der individuellen Projektarbeiten sowie die projektübergreifende Zusammenarbeit im Schwerpunktprogramm sollen die Grundlagen für ein neues Paradigma geschaffen werden: Drohnen als fliegende Messplattformen für valide, quantitative Messungen mit einer Messunsicherheitsangabe.
Unsere Forschungsansätze
Messprinzipien und Methoden
Erschließung von neuen Messprinzipien und Methoden für Drohnen. Bei den Prinzipien sollen über rein passive Kamerasysteme hinausgehende, beispielsweise aktive Messverfahren (laseroptische, akustische oder thermische Anregung und Radiowellen- oder Laserabtastung) nutzbar gemacht oder neue, auf lokal messenden Sensorsystemen basierende Messverfahren untersucht werden. Insbesondere sollen zudem Methoden zur Korrektion von Störungen durch Umwelt- und Drohneneinflüsse erforscht werden.
Sensorik
Im Bereich der Gerätetechnik sind die größten Herausforderungen, die eingeschränkte Verfügbarkeit der Ressourcen Raum, Gewicht, Energie und Zeit, mit entsprechend begrenzten Möglichkeiten bei der Sensortechnologie, der Datenvorverarbeitung, der Datenspeicherung und des Datentransfers. Deshalb soll die Eignung bestehender Sensorkonzepte erforscht und konkrete Fortschritte bei der Sensorminiaturisierung und der Minimierung des Energie- bzw. Leistungsbedarfs verfolgt werden.
Signalverarbeitung und Kommunikation
Im Bereich der Signalverarbeitung sollen Fortschritte bei einer energieärmeren Messdatenauswertung und -übertragung sowie energiebewussteren Signalverarbeitungsmethoden und Kommunikationskonzepten angestrebt werden. Ausgehend von drohnenbasierten Einzelsensorsystemen wird auch deren kombinativer Einsatz mit einer Sensordatenfusion und -kommunikation untersucht, um die Messfähigkeit für mehr Sensorgrößen zu realisieren.
Bewertung der Messgüte und Ressourcen
Schließlich sollen die drohnenbasierten Sensor- und Messsysteme nicht allein anhand der bei den Umwelt- und Drohneneinflüssen erreichbaren Messunsicherheit, sondern die erreichbare Messgüte stets in Verbindung mit den verwendeten Ressourcen Raum, Gewicht, Energie und Zeit bewertet werden. Mit dieser erweiterten, mehrdimensionalen Bewertung, einer „Kostenberechnung“ der erforderlichen Ressourcen pro Messunsicherheit, und dem Aufdecken von Skalierungsmechanismen soll einerseits eine Vergleichbarkeit ermöglicht und andererseits das flexibel gestaltbare Potential der Messtechnik auf fliegenden Messplattformen einheitlich beschreibbar werden.
