Ein Verkehrsmanagementsystem für Drohnen könnte tieffliegende Luftfahrzeuge in den Himmel Europas heben
Der Himmel über Europa könnte schon bald voller Drohnen sein. Tieffliegende Drohnen, die entweder ferngesteuert werden oder autonom fliegen, werden für kommerzielle Zwecke und die Freizeitgestaltung zunehmend beliebter. So werden sie beispielsweise von Unternehmen für Auslieferungen, für die Überwachung sowie für Lösch- und Rettungseinsätze verwendet. Eine der zentralen Herausforderungen für deren Integration in das städtische Umfeld ist die gesellschaftliche Akzeptanz. Die Bedenken betreffen entweder die Sicherheit aufgrund möglicher Zusammenstöße und den Datenschutz, da an den Drohnen Kameras und Sensoren angebracht sind und sie problemlos über Privateigentum fliegen können. Systeme zur Überwachung und zum Management des Drohnenverkehrs können die Sicherheit unterstützen und zur Steuerung der Luftraumnutzung beitragen. Drohnen könnten denselben Luftraum wie die Luftfahrtindustrie sowie zusätzliche Lufträume nutzen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts MoNIfly wurde ein Verkehrsmanagementsystem für Drohnen entwickelt und demonstriert, das auf der bestehenden Mobilfunknetzinfrastruktur beruht. Das Team hofft, dass das System eines Tages in den Städten Europas und in anderen Teilen der Welt zum Einsatz kommt. „Die Besorgnisse der Öffentlichkeit beziehen sich zum Beispiel auf den Lärm und den Datenschutz. Mithilfe unseres Verkehrsmanagementsystems könnte in Wohngebieten ein Bereich festgelegt werden, in dem Drohnenflüge verboten sind. Das Flugverbot in diesen Bereichen könnte außerdem zeitlich begrenzt sein: So könnten Drohnen dort während der normalen Arbeitszeit fliegen und am Abend wird die Privatsphäre geschützt und Lärm stellt kein Problem mehr dar“, erklärt Björn Blom, leitender Forscher an der TU Braunschweig und Projektleiter von MoNIfly.
Virtuelle Zäune
MoNIfly ist ein automatisches System, das Daten aus ständig aktualisierten Datenbanken nutzt. Es beruht auf dem Konzept virtueller Grenzen, bei dem die Bewegungen der Drohnen in bestimmten Gebieten überwacht und beschränkt werden. Diese sogenannten Geofence-Anwendungen funktionieren im Wesentlichen wie physische Zäune um ein Grundstück. Die Anwendungen werden jedoch aktiv, wenn eine Drohne oder ein ähnliches Luftfahrzeug in eine bestimmte Zone fliegt. Die Beschränkungen können für die Interaktion mit konkreten Objekten oder für bestimmte Tageszeiten festgelegt werden. „Steht ein Verstoß unmittelbar bevor, sendet das MoNIfly-System dem Fahrzeug die Anweisung, außerhalb des Geofence zu bleiben. Bei Luftverkehrsfahrzeugen, auch besetzter Luftverkehr genannt, gilt das gleiche Prinzip. Der Schutz des Luftverkehrs wird hier durch Flugbeschränkungsgebiete gewährleistet und Drohnen, die auf diese Gebiete zufliegen, werden vom MoNIfly-System umgeleitet, sodass sie nicht in den Luftverkehrsraum eindringen“, so Blom. Mithilfe von MoNIfly können nicht nur Zusammenstöße mit anderen Fahrzeugen, sondern auch mit Hindernissen in Stadtgebieten reduziert werden. Gleichzeitig kann das Eindringen in private Gebiete wie Häuser, Gärten, Unfallstellen oder vertrauliche Gebiete der Regierung beschränkt werden.
Laufende Tests
Das Team führte Ende 2019 eine erfolgreiche Validierungsstudie für das MoNIfly-System durch. Aufgrund schlechten Wetters konnte jedoch die Erprobung mit dem offiziellen Forschungsflugzeug nicht stattfinden, sodass eine andere Drohne verwendet wurde, um das Luftverkehrsfahrzeug für das System zu imitieren. Ein weiterer Test war für März 2020 geplant. Doch dieser wurde aufgrund der Reisebeschränkungen durch die Coronavirus-Pandemie aufgeschoben. Als Ersatz wurden spontan einige kleiner angelegte Validierungen in Tschechien durchgeführt, die zeigten, wie einfach ein solches System in jedes Gebiet in Europa integriert werden könnte. Um den Algorithmus für Ausweichmanöver zu verbessern, sind weitere Anstrengungen geplant. „Im Rahmen des MoNIfly-Projekts wurde der Umgang mit Hindernissen für Ausweichmanöver nicht abgedeckt. Für Städte mit Hochhäusern muss unser Ansatz also noch präzisiert werden. In kleineren Städten könnte das System ohne großen Aufwand eingesetzt werden“, hält Blom fest.
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