Projekte

Drohnengestützte Objektüberwachung ermöglicht die Identifikation von Schäden, z.B. an Brücken oder Windrädern. Quantitative Messungen, wie die Bestimmung der Beschädigungstiefe von Rissen oder Dellen, sind jedoch, insbesondere aufgrund störender Umwelteinflüsse wie Windbewegungen und Vibrationen des Messobjekts, technisch anspruchsvoll. Zur Lösung dieses Problems wird eine innovative Methode entwickelt die die relative Störbewegungen zwischen Drohne und Objekt direkt messen kann. Dies erfolgt mithilfe eines faseroptischen Fühlers, welcher zeitweise den direkten Kontakt zwischen Drohne und dem Messobjekt herstellt. Die gewonnenen Informationen können dann zur Korrektur der eigentlichen Messdaten eingesetzt werden und sollen beispielsweise in diesem Projekt in der 3D-Bildstabilisierung eines Nahbereichs-Lidars Anwendung finden.

In diesem Projekt wird ein drohnengestütztes Messsystem zur Digitalisierung von Infrastruktur oder großskaliger Industrieprodukte entwickelt. Das an der Drohne befestigte Messsystem besteht aus einer Kinematik zur Stabilisierung und einem Streifenlichtprojektionssystem zur Oberflächenvermessung im Submillimeterbereich. Die Lokalisierung und somit Kombination der Einzelmessungen werden durch ein Laser Tracking System ermöglicht, das durch mobile Roboter verfahren werden kann und den Arbeitsraum erheblich erweitert.

Im Projekt werden Metaoberflächen (reconfigurable intelligent surfaces) so mit Drohnen kombiniert, dass radarbasierte Positionsmessungen um Hindernisse herum möglich werden. Im Projekt soll die Messgenauigkeit modelliert und anschließend modell- und optimierungsbasiert verbessert werden.

Wir haben einen Multikopter entwickelt, der fliegenden Insekten in der Natur folgen kann. Wir messen die 3D-georeferenzierte Position von Bienen und anderen Insekten über Hunderte oder Tausende von Metern. In diesem Projekt quantifizieren und verbessern wir die Leistung dieser Positionsmessungen.

Bei Rettungseinsätzen nach Gebäudeeinstürzen wissen Rettungskräfte oft nicht, wo verschüttete Menschen liegen oder Gefahr durch austretendes Gas droht.  Wir ermöglichen sicherer Rettungseinsätze durch drohnengestützte, innovative Messtechnik für Erdgaslecks und Bioradar. Ziel ist dabei die systematische Bestimmung der Messgüte der beiden Systeme in Abhängigkeit von den Ressourcen Zeit, Größe und Energie („Messunsicherheitsbudget“).

Im Kontext von Hitze- und Dürreextremen hat der Blattwassergehalt von Pflanzen eine zentrale Rolle als Stressindikator. Mit dem Ziel den Blattwassergehalt in 3D und zu jeder Tageszeit zu erfassen, entwickelt das Projekt ein Zweiwellenlängen-LiDAR mit abgestimmten Absorptionsbanden. Anhand einer zu entwickelnden Prozesskette werden automatisch der Blattwassergehalt und entsprechende Unsicherheiten abgeleitet.

Die quantitative Messung des Feuchtigkeitsgehaltes des Bodens mit Radarsensoren ist Ziel dieses Projekts. Dabei werden die Sensoren an einer Drohne angebracht. Für diese Messaufgabe soll ein neues Messprinzip mit einem entsprechenden Sensor sowie ein neues Signalverarbeitungskonzept erforscht werden.

In diesem Projekt wird ein drohnenmontiertes Sensorsystem zur Echtzeitmessung von Nitrit- und Nitratgehalten in freien Gewässern realisiert, das die Kartierung von Nährstoffkonzentrationen ermöglicht. Dazu wird ein in Vorarbeiten entwickeltes automatisiertes Chiplabor zur Drohnenmontage weiterentwickelt. Das Projekt fokussiert sich auf die Untersuchung der Messgenauigkeit in Abhängigkeit von Ressourcen wie Gewicht, Energie und Zeit pro Messung.

Im Projekt FliMoGaTo geht es darum, Laserabsorptionsmessungen zwischen zwei fliegenden Drohnen zu realisieren, um Gas und Spurenstoffe in der Luft zu messen, ohne dass dabei die Rotoren der Drohnen die Gasverteilung stören. Zu diesem Zweck werden, unter Ausnutzung aus der Physik bekannter partiellen Differenzialgleichungen, aus den (Fern-)Messungen Modelle der Gasverteilung erstellt und darauf aufbauend intelligente Messpläne berechnet. Unser Ziel ist es, hiermit möglichst effizient eine möglichst genaue räumliche Karte der Gasverteilung zu erstellen.

Die Projektbeschreibung zu D4 folgt demnächst.

Dieses Vorhaben konzentriert sich auf die Entwicklung einer Entwurfsstrategie inklusive der hardwaretechnischen Umsetzung eines drohnentauglichen, dualen Ionenmobilitätsspektrometers (IMS) mit nicht-radioaktiver Ionisationsquelle, hohem Auflösungsvermögen und Nachweisgrenzen im ppt-Bereich bei Messzeiten von unter einer Sekunde zur schnellen Analyse von Luftproben in der Sicherheits- und Umweltmesstechnik. Für die quantitative Analyse komplexer Proben soll zudem ein drohnentauglicher Gaschromatograph (GC) mit IMS als Detektor entwickelt werden. Die schnelle Fernerkundung eines größeren Gebietes erfolgt dann per UAV-IMS, während für quantitative Untersuchungen sensibler Bereiche per UAV-GC-IMS der GC bedarfsweise remote zugeschaltet werden kann.