Drohnen: Kamera sieht auch im Dunkeln

Durchblick selbst im Schummerlicht: Eine neue Kameratechnik macht Drohnen auch bei schlechter Sicht und Dunkelheit einsatzfähig. Auch ohne teure Laserscanner könne die fliegenden Roboter damit gute Aufnahmen machen und beispielsweise in der Dämmerung nach Vermissten oder Verletzten suchen. Der Prototyp hat bereits erste Tests bestanden, noch aber muss die Spezialkamera weiter optimiert werden.

Drohnen sind längst mehr als nur fliegende Kameraträger für Jedermann. Die autonomen und halbautonomen Fluggeräte helfen dabei, Erdbebenopfer aufzuspüren und Katastrophengebiete zu kartieren, sie bekämpfen Brände, finden Landminen, spüren Schädlingsbefall und Unkräuter in Äckern auf oder verscheuchen Vögel auf Flugplätzen.

Probleme bei schlechter Sicht

Bisher allerdings funktionieren die meisten Drohnen nur bei guter Sicht. Zwar ist ihre GPS-Ortung unabhängig von Wetter und Licht, aber oft nicht genau genug. Die für die Positionsbestimmung eingesetzte Kamera produziert bei schlechten Bedingungen zu unscharfe Bilder, gesuchte Objekte werden nicht von den Algorithmen erkannt. Um dieses Problem zu lösen, müssen professionelle Drohnen meist teure und sperrige Laserscanner als zusätzliche Sensoren tragen.

Doch es könnte auch einfacher gehen: Forscher um Davide Scaramuzza von der Universität Zürich haben nun eine neue Drohnen-Kamera entwickelt, die bei unterschiedlichsten Licht- und Umgebungsbedingungen noch funktioniert. Durch sie verliert die Drohne auch bei schnellen Bewegungen nicht die Orientierung und kann im Dunkeln mehr sehen als mit herkömmlichen Kameras.

Drohne mit einer Event-Kamera (oben) und Sichtweise des Kamera-Algorithmus. © Universität Zürich

Spezialkamera sieht schärfer

Im Gegensatz zu herkömmlichen Kameras erfassen die neuen „Event“-Kameras nicht das gesamte Bild gleichzeitig, sondern registrieren individuelle Veränderungen in der Helligkeitsstufe jedes einzelnen Pixels. So wird das Bild auch bei schnellen Bewegungen und bei schlechtem Umgebungslicht scharf. Eine neue Software sorgt dafür, dass die Drohne die Aufnahmen effizient verarbeiten und zur Positionsbestimmung nutzen kann.

„Damit können Drohnen bald sehr viel autonomer und schneller fliegen als bisher, besonders auch bei schlechten Lichtverhältnissen“, erklärt Scaramuzza. „Unsere bisherigen Versuche haben bereits gezeigt, dass die Kombination einer Standard- mit einer Event-Kamera das System exakter und zuverlässiger macht.“ In ersten Tests ließ sich eine mit dieser Kamera ausgerüstete Drohne selbst durch wiederholtes An- und Ausschalten des Lichts in einem Versuchsraum nicht irritieren und navigierte auch bei Schummerlicht sicher auf Sicht.

Rettungseinsätze im Dämmerlicht

Anwendungen der neuen Drohnenkamera gäbe es viele: So könnten mit „Event“-Kameras bestückte Drohnen Rettungsteams in Situationen unterstützen, in denen herkömmliche Drohnen überfordert sind – zum Beispiel bei der Suche und der Bergung bei schlechten Lichtverhältnissen in der Abend- oder Morgendämmerung. Die Drohnen wären auch schneller im Katastrophengebiet, um Überlebende schneller orten zu können.

Noch allerdings ist die Kamera erst ein Prototyp, wie die Forscher betonen: „Es steht noch viel Arbeit bevor, bis diese Drohnen wirklich genutzt werden können. Die für den Versuch benutzte Kamera ist ein früher Prototyp und wir müssen beweisen, dass unsere Software auch außerhalb des Labors funktioniert», erklärt Henri Rebecq von der Universität Zürich.

(Universität Zürich, 20.09.2017 – NPO)