Autonomer Racing-Copter: Verdammt fix unterwegs

Wenn sich die NASA mit einem Thema beschäftigt, wird das Ergebnis meist sehr interessant. Unter anderem in diesem Fall: Das Jet Propulsion Laboratory der NASA setzte sich mit autonomen Drohnenfliegen auseinander. Was in der Landwirtschaft schon Realität wird, ist im Racing-Bereich noch völlig unerforscht. In einem Video stellt die Raumfahrtbehörde ihre Fortschritte eines selbstständig fliegenden Race-Copters vor.

Zwei Jahre lang forschten Entwickler an dem vorgestellten autonom fliegenden Race-Copter. Das von Google finanziell unterstützte Projekt hat es sich als Ziel gesetzt, die Reaktionszeit und Genauigkeit von menschlichen Piloten zu übertreffen. Ein mit künstlicher Intelligenz ausgestatteter Quadrocopter wurde in einem kleinen Hindernisparcours sich selbst überlassen – und tatsächlich flog der automatisch manövrierende Copter fast so schnell wie ein menschlicher Pilot.

Photogrammetrie und Kameras zur Positionierung

Natürlich kann die Drohne der NASA nicht zaubern. Zur korrekten Positionierung im Raum kommen mehrere Kameras zum Einsatz, die im Copter selbst verbaut sind. An den vorderen Armen finden sich zwei Kameras zur dreidimensionalen Entfernungsmessung. Eine Kamera in der Mitte gleicht die Position mit einer Bilddatenbank ab. Ein weiterer Bildsensor, der nach unten gerichtet ist, kommt zur weiteren Positionierung im Raum zum Einsatz.
Mit diesen Informationen kann die Drohne ein sogenanntes „Inside-Out-Tracking“ vornehmen. Innerhalb des Copters werden alle Informationen gesammelt und verarbeitet, es ist also keine Verbindung mit der Außenwelt nötig.
Trotzdem kann die kleine Drohne nicht einfach so drauf los fliegen: Für die korrekte Flugbahn muss der Copter vorher von außen mit der Flugroute programmiert werden. Zusätzlich benötigt die künstliche Intelligenz ein dreidimensionales Modell des Kurses. Dafür müssen die Programmierer hunderte Fotos digital zu einer Karte zusammen schustern. Dieses Verfahren wird Photogrammetrie genannt. Die automatische Bilderkennung des Quadrocopters gleicht die eigenen aufgenommenen Bilder mit dem 3D-Modell des Raumes ab, um den korrekten Kurs zu fliegen und auf äußere Einflüsse reagieren zu können.

Noch fehlt der „Flow“

So flüssig wie ein guter menschlicher Pilot ist der NASA-Copter zwar noch nicht unterwegs. Auch die Geschwindigkeit ist eher die eines etwas besseren Anfängers. Trotzdem muss man der NASA klaren Respekt aussprechen: Autonome Drohnensysteme sind bisher sehr reaktionslahm. Schnelle Reaktionen sind derzeit fast ausschließlich bei Coptern zu sehen, die von außen getrackt werden und auf Computer-Rechenpower zurückgreifen. Der in der Drohne verbaute Prozessor muss eine enorme Leistung liefern, um das Flugmodell durch die kleinen Tore zu bugsieren.
Wir dürfen gespannt sein, wie weit autonome Systeme in zwei Jahren bereits sein werden. Das Verbesserungspotenzial der NASA-Drohne ist noch klar zu sehen und ein paar Sekunden sollten machbar sein. Vielleicht wird ja bald aus Drone-Racing kein Wettkampf mehr zwischen den besten Piloten, sondern den besten vorprogrammierten Flugrouten. Bis es soweit ist, freuen wir Uns aber auf jeden Fall darüber, Dich beim INTERCOPTER Racing Cup 2018 mit echten Piloten zu begrüßen.

Über den Autor

Mika Baumeister

Mika ist ein Copter-Pilot und 3D-Druck-Enthusiast aus Bonn, wo er nebenbei Technikjournalismus studiert. Neue technische Themen schrecken ihn nicht ab: Kein Wunder, dass auch Virtual sowie Augmented Reality zu seinen Steckenpferdern gehört. Er half bereits bei der Konzeptionierung des ersten INTERCOPTER Racing Cup. Für den Messeblog der INTERMODELLBAU schreibt er über aktuelle Entwicklungen in Sachen Multicopter, 3D-Druck sowie Battlebots.