Montage: Federico Nava bringt das Radarsystem auf der Drohne an. - © Privat
Montage: Federico Nava bringt das Radarsystem auf der Drohne an. | © Privat

Paderborn Paderborner Wissenschaftler forschen an autonomen Drohnen

Heinz-Nixdorf-Institut: Für Quadrokopter wurde eine flexible Platine entwickelt. Mit dem Projekt will Ministerium Mittelstand fördern

Paderborn. Wie Fluggeräte künftig eigenständig funktionieren können, untersucht derzeit die Fachgruppe "Schaltungstechnik" des Heinz-Nixdorf-Instituts der Universität Paderborn. Das Forscherteam um Professor Christoph Scheytt entwickelt hierfür ein Radarmodul für einen Quadrokopter, das besonders leicht und kompakt sein soll. Als wichtiges Zwischenergebnis ist es den Wissenschaftlern gelungen, eine flexible Platine zu entwickeln. Eine Platine ist eine Leiterplatte für elektronische Bauteile, die normalerweise aus festem Kunststoff besteht. "Durch die Flexibilität der Platine können wir das Radarmodul falten", erklärt Federico Nava, Mitarbeiter von Scheytt. Dadurch beansprucht das Modul am Quadrokopter weniger Platz. "Die Kompaktheit und das geringe Gewicht des Radarmoduls sind wichtig, weil wir erreichen möchten, dass autonome Fluggeräte im zivilen Bereich eingesetzt werden. Dafür müssen die benötigten Sensoren möglichst klein, leicht und kostengünstig sein", so Nava. Auch der Frequenzbereich von 122 Gigahertz trägt zur Kompaktheit des Radarmoduls bei. "Die hohe Frequenz erlaubt es uns, kürzere Antennen zu verwenden, die wir in das Modul integrieren können. Elektromagnetische Wellen in diesem Bereich können außerdem Staub, Rauch und Nebel durchdringen", erläutert Nava. Um die Umgebung möglichst genau wahrnehmen zu können, muss das Fluggerät über eine Vielzahl von Sensoren verfügen, wie zum Beispiel Beschleunigungs-, Druck-, Regen- und Radarsensoren. Radarsensoren werden aktuell bereits zur Geschwindigkeits- oder Abstandsmessung bei Fahrzeugen eingesetzt. Allerdings sind diese zu groß und zu teuer, um sie an kleinen, autonomen Fluggeräten anbringen zu können. Der miniaturisierte Radarsensor des Forscherteams soll in Kürze an einem Quadrokopter getestet werden. Eigenständige Quadrokopter könnten im zivilen Bereich zum Beispiel dafür eingesetzt werden, Luftaufnahmen für Fernsehdokumentationen oder Aufzeichnungen für die Beobachtung landwirtschaftlicher Ackerflächen zu machen. Das Projekt findet in Kooperation mit der AirRobot GmbH, PKTEC GmbH, Silicon Radar GmbH, dem IHP-Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik und dem Karlsruher Institute of Technology (KIT) statt. Gefördert wird es durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM). Das Heinz-Nixdorf-Institut ist ein interdisziplinäres Forschungsinstitut der Universität Paderborn. Ziel ist es, die Forschung auf anwendungsnahen Gebieten der Informatik und Ingenieurwissenschaft zu stärken. Im Zentrum stehen technische Systeme, die auf dem Zusammenwirken von Ingenieurwissenschaften, Naturwissenschaften und Informatik beruhen. Typisch für derartige Systeme sind Erzeugnisse der Informations- und Kommunikationstechnik, der Verkehrstechnik, des Maschinenbaus und der Medizintechnik. Am Institut wirken neun Professoren mit etwa 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Etwa ein Viertel der Forschungsprojekte der Universität Paderborn entfallen auf das HNI. Pro Jahr promovieren hier etwa 30 Nachwuchswissenschaftler/innen.

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