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Forschung
08/20/2013

TU-Wien baut Quadcopter mit Smartphone-Hirn

Mit handelsüblichen, relativ günstigen Komponenten wurde ein autonomes Fluggerät geschaffen, das selbstständig seine Umgebung erkundet. Noch funktioniert das System nur mit Code-Markierungen am Boden, in Zukunft soll rein visuelle Navigation erreicht werden.

Einen Quadrocopter, der sich mit einem Smartphone als "Pilot" völlig autonom im Raum zurechtfindet, haben Wissenschafter der Technischen Universität (TU) Wien entwickelt. Das kleine viermotorige Fluggerät kann sich völlig ohne menschliche Steuerung bewegen und muss auch nicht auf die Rechenleistung eines am Boden stehenden Computers zurückgreifen. Ein handelsübliches Smartphone als "Pilot" schafft die gesamte notwendige Rechenleistung direkt an Bord, teilte die TU am Montag in einer Aussendung mit.

Smartphone zur Bilderfassung und Steuerung
Das digitale Erfassen visueller Daten ist einer der Schwerpunkte des Virtual-Reality-Teams der TU Wien. "Es war für uns also eigentlich ein logischer Schritt, uns in Richtung Robotik weiterzuentwickeln und mal eine Kamera auf einen Quadrocopter zu packen", erklärte Hannes Kaufmann vom Institut für Softwaretechnik und Interaktive Systeme.

Die Techniker wollten im Rahmen des Projekts ein möglichst simples, kostengünstiges Gerät herstellen, die Materialkosten betrugen weniger als tausend Euro. Das Herzstück – und gleichzeitig teuerster Bestandteil – ist ein Smartphone. Es liefert über die Kamera die nötigen Bilder und dient gleichzeitig als Steuerzentrale, wobei die ganze Intelligenz des Fluggeräts in eine Smartphone-App gepackt werden konnte. Zur Stabilisierung des Flugs sorgt ein Micro-Controller für die Feinabstimmung der Rotor-Bewegung.

Virtuelle Landkarte
Das Fluggerät orientiert sich ausschließlich durch visuelle Daten. Dazu benötigt es derzeit noch visuelle Codes am Boden, die ähnlich wie QR-Codes funktionieren. Im Flug erkennt der Quadrocopter die Codes und erzeugt nach und nach eine virtuelle Landkarte seiner Umgebung. Hat er sich erst mal orientiert, kann er ganz gezielt bestimmte Orte ansteuern oder sich zu Regionen bewegen, die er noch nicht so gut kennt.

"Das Ziel ist, dass der Quadrocopter in Zukunft ohne diese Codes auskommt und sich anhand von natürlich vorkommenden Orientierungspunkten in der Umgebung zurechtfindet", sagte Annette Mossel, die Chefdesignerin des Geräts. An Anwendungsideen mangelt es den Wissenschaftern nicht: Feuerwehrleute könnten das Fluggerät in ein brennendes Gebäude vorausschicken und sich ein Bild der Umgebung senden lassen, bevor sie selbst hineingehen. Quadrocopter könnten in großen Gebäuden Menschen an die richtige Stelle leiten. Durch die geringen Kosten könnte ein solches Fluggerät auch ärmeren Regionen etwa Auskunft über Waldrodungen geben.

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