Radarsensorik für automatisierte Drohnensteuerung mit intelligenter Kamera-Bildverarbeitung und abgesicherter Landung

Der Anwendungsbereich von kleinen, unbemannten Fluggeräten für den Warentransport ist trotz vereinzelter Pilotprojekte nach wie vor innovativ, da er zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten bietet, für die jedoch auch nach wie vor neuartige Lösungen für spezifische Probleme benötigt werden. Ein Beispiel hierfür ist die Herausforderung der sicheren Erkennung von Hindernissen in der Flug- und Landephase. Die Anforderungen an die dabei einzusetzenden Sensoren unterscheiden sich in den jeweiligen Phasen. Während des Fluges ist primär eine Überwachung des Bereichs vor der Drohne in Flugrichtung erforderlich. Objekte müssen dabei wegen der höheren Fluggeschwindigkeit auch in größeren Distanzen erkannt werden. Bei der Landung hingegen muss ein möglichst großer Bereich unterhalb der Drohne überwacht werden. Für die Lokalisierung von Objekten und Personen sollte die Sensorik bei der Landung außerdem über eine hohe Winkelauflösung verfügen.

Im Rahmen des Projekts RADIKAL wird der Einsatz von Radarsensoren erforscht, die den unterschiedlichen Anforderungen der Flug- und Landephase gerecht werden, ohne dabei zu groß oder zu schwer für die Anbringung an der Drohne zu sein. Dies bedeutet, dass der Sensor mindestens zwei Modi unterstützen muss, die zur Flugzeit umgeschaltet werden können. Zudem müssen große Bestandteile des Sensors geteilt werden, um eine kompakte und leichte Bauweise zu gewährleisten. Um die Umgebung in unterschiedlichen Richtungen erfassen zu können, ist die Entwicklung einer Antennenanordnung erforderlich, die einen deutlich größeren Öffnungswinkel ermöglicht als konventionelle Sensoren. Dabei ist das Problem sinkender Leistungsdichten bei wachsendem Öffnungswinkel der Einzelantennen zu lösen. Als Lösungsansätze werden integrierte Halbleiterschaltungen zur Erzeugung der Radarsignale entwickelt und mit Aufbautechniken kombiniert, um mehrere ggf. unterschiedliche Antennen in neuartigen Anordnungen zu kombinieren.

Projektpartner

• HHLA Sky GmbH, Hamburg (Konsortialführer)
• IT-Objects GmbH, Essen
• Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR, Wachtberg
• Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Integrierte Systeme, Bochum

Förderung

Dieses Projekt wird durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des EFRE/JTF-Programms NRW 2021-2027 mit 2.248.766 € gefördert.