Drohnenpiloten könnten in Zukunft überflüssig werden, denn Forscher an der Universität Aarhus und der Technischen Universität Dänemark haben eine Künstliche Intelligenz (KI) entwickelt, die Drohnen selbstständig steuert. Die Drohnen können dadurch autonom Gelände scannen und vermessen. Sie arbeiten weitaus schneller und kostengünstiger als Drohnen, die von Menschen gesteuert werden.
3D-Computermodell durch Fotos
Das Messen und Dokumentieren von Kies- und Kalksteinbrüchen, Felswänden und ähnlichen natürlichen und künstlichen Formationen erfolgt häufig mit Drohnen, die das Gebiet fotografieren. Anschließend werden die Aufnahmen mit einem Computer in ein 3D-Modell konvertiert. Das wurde bisher mit Drohnen, die von menschlichen Piloten gesteuert werden, realsiert.
Drohnenpiloten sind jedoch kostspielig und die Messungen sind zeitaufwändig. Die Drohne muss präzise gesteuert werden, um den gleichen konstanten Abstand zur Wand einer Ausgrabung zu halten, während gleichzeitig die Drohnenkamera senkrecht zur Wand gehalten wird. Darüber hinaus müssen die aufgenommenen Bilder eine bestimmte Überlappung aufweisen, damit der Computer die Bilder dann zu einer großen 3D-Figur “zusammennähen” kann.
KI unterstützt
Forscher des Fachbereichs Ingenieurwesen der Universität Aarhus haben diesen Prozess nun mithilfe künstlicher Intelligenz automatisiert. “Wir haben den Steuerungsprozess vollständig automatisiert”, sagt der KI-Chefentwickler Erdal Kayacan. “Wir informieren die Drohne über die Region, die erkundet werden soll und dann fliegt sie die Fläche im Zickzack-Flug ab.” Nach getaner Arbeit kann die Maschine auch automatisch landen.
Mit der KI-Drohne wird die Erstellung des 3D-Modelles deutlich einfacher und schneller erledigt. Dabei wurde auch eine der größten Herausforderungen des autonomen Drohnenfluges kompensiert, der Wind.
Drohne erahnt Windströmung
“Unser Algorithmus stellt sicher, dass die Drohne immer den gleichen Abstand zum Boden hält”, sagt Kayacan. “Gleichzeitig berücksichtigt die KI den Einfluss des Windes auf den Kurs der Drohne.” Sensoren, die Windstärke und -richtung messen, gibt es an der Drohe nicht.
Das entworfene Gaußsche Prozessmodell sagt auch voraus, dass der Wind in naher Zukunft auftreten wird. Dies bedeutet, dass die Drohne sich vorbereiten und die Korrekturmaßnahmen im Voraus ergreifen kann. Kayacan vergleicht das mit der Reaktion von Menschen, die Böen ausgesetzt sind. Sie haben keine Sensoren, verlagern ihren Schwerpunkt jedoch blitzschnell, wenn sie vom Wind erfasst werden, um nicht zu stürzen.
Derzeit befindet sich die KI-Drohne noch in einer Testphase. Die detaillierten Studienergebnisse sollen im Mai auf der European Control Conference präsentiert werden.
