Da der Einsatz unbemannter Fahrzeuge in der Luft, zu Lande und zu Wasser zunimmt, bleibt die Sicherheit ein wichtiges Anliegen, insbesondere in gemeinsam genutzten und unstrukturierten Umgebungen. Detect-and-Avoid-Systeme (DAA) bieten eine wichtige Ebene der Autonomie, die es diesen Plattformen ermöglicht, potenzielle Gefahren ohne menschliches Eingreifen zu erkennen, zu bewerten und darauf zu reagieren. Diese Systeme werden zunehmend für Operationen außerhalb der Sichtweite (BVLOS) benötigt, bei denen eine manuelle Steuerung nur begrenzt oder gar nicht möglich ist.
Lesen Sie den Technologieübersicht
BVLOS-Lösungen für UAS und UAM: Brennstoffzellen, Radar, Navigationssensoren, Flugsteuerung und SATCOM
Zertifizierte UAV-Kommunikations-, Navigations-, Steuerungs-, Überwachungs- und Kampf-ID-Lösungen
Modernste KI-gestützte Drohnen-Videoanalyselösungen für die Objekterkennung
Drohnenerkennungssysteme und Verfolgungsradare; BVLOS- und Sense-and-Avoid-Technologie
Miniatur-ADS-B-Technologie (Transceiver/Empfänger) und Drohnen-Tracking-Transponder für sUAS und UTM/U-Space
Wenn Sie entwerfen, bauen oder liefern Erkennungs- und Vermeidungssysteme (DAA), Erstellen Sie ein Profil, um Ihre Kompetenzen zu präsentieren und mit Besuchern in Kontakt zu treten, die einen konkreten Bedarf an Ihren Lösungen haben.
Erkennungs- und Ausweichsysteme ermöglichen es unbemannten Fahrzeugen, andere Flugzeuge, Objekte und Gelände in ihrer Betriebsumgebung autonom zu erkennen. Sobald potenzielle Kollisionen erkannt werden, verarbeitet das System die verfügbaren Daten und löst Ausweichmanöver aus, um einen weiterhin sicheren Betrieb zu gewährleisten. Diese Fähigkeit ist unerlässlich, damit UAVs und andere Plattformen ohne direkte Sichtbeobachtung sicher operieren können, insbesondere in dichten oder unvorhersehbaren Umgebungen. Durch die Kombination von Echtzeit-Sensorik mit fortschrittlichen Entscheidungsalgorithmen verbessern DAA-Systeme sowohl die Sicherheit als auch die Missionseffizienz.
Effektive DAA-Systeme bestehen aus einer integrierten Reihe von Hardware und Software, darunter:
Casia G Erkennungs- und Warnsystem von uAvionix
Die Leistung eines DAA-Systems hängt von der Qualität und Konfiguration seiner Sensoren ab. Radar ermöglicht eine Erkennung über große Entfernungen und funktioniert unter den meisten Wetterbedingungen zuverlässig, sodass es sich für den Einsatz bei hohen Geschwindigkeiten eignet. LiDAR bietet eine detaillierte 3D-Kartierung des umliegenden Geländes und der Strukturen, obwohl seine Wirksamkeit durch Nebel oder Niederschläge beeinträchtigt werden kann.
EO/IR-Kameras unterstützen die bildbasierte Navigation und Objekterkennung, die für den Einsatz in geringer Höhe oder im Nahbereich unerlässlich sind. Akustische und Ultraschallsensoren werden häufiger in Boden- und Unterwasserfahrzeugen für die Nahbereichsnavigation eingesetzt, während fortschrittliche Sensorfusionstechniken Daten aus mehreren Quellen kombinieren, um die Genauigkeit zu verbessern.
Die Integration von DAA-Systemen in unbemannte Fahrzeuge erfordert die Berücksichtigung von Einschränkungen hinsichtlich Größe, Gewicht, Stromverbrauch und Umweltbeständigkeit. Kleinere Drohnen erfordern miniaturisierte Sensoren und eingebettete Computerplattformen, die die Flugzeit nicht beeinträchtigen. Boden- und Marineplattformen erfordern häufig robuste Systeme, die rauen Bedingungen wie Vibrationen, eindringendem Wasser oder extremen Temperaturen standhalten. Die Kompatibilität mit bestehender Avionik, Autopilotsystemen und Telemetrienetzwerken ist für einen reibungslosen Betrieb unerlässlich. Mit der Weiterentwicklung der Detektions- und Ausweichtechnologie entstehen modulare Lösungen, die mit minimalem Anpassungsaufwand auf mehrere Plattformen übertragen werden können.
Beim Einsatz von UAVs sind Erkennungs- und Ausweichsysteme von entscheidender Bedeutung für die autonome Navigation und den kollisionsfreien Flug, insbesondere bei BVLOS-Missionen (Beyond Visual Line of Sight).>BVLOS-Missionen (Beyond Visual Line of Sight). Beispielsweise müssen Lieferdrohnen, die in Vorstadtgebieten eingesetzt werden, Gebäude, Bäume und andere Luftfahrzeuge erkennen und ihnen ausweichen, während sie gleichzeitig die Luftraumvorschriften einhalten. In UAM-Szenarien, wie z. B. Lufttaxis oder Frachtdrohnen, ermöglichen DAA-Systeme einen sicheren Betrieb in stark frequentierten städtischen Lufträumen, in denen unvorhersehbare Hindernisse häufig vorkommen. Diese Systeme sind auch für Einsätze in abgelegenen Gebieten, einschließlich landwirtschaftlicher Felder und Wälder, unerlässlich, wo Hindernisse möglicherweise nicht kartiert oder im Voraus bekannt sind.
UGVs nutzen DAA-Systeme, um sich in industriellen, städtischen und geländegängigen Umgebungen zu bewegen und dabei Fußgängern, Hindernissen und anderen Fahrzeugen auszuweichen. Im Bergbau beispielsweise müssen autonome Transporter sich in wechselndem Gelände fortbewegen und sich in Echtzeit mit anderen schweren Maschinen abstimmen. In Verteidigungsanwendungen ermöglicht DAA Roboter-Spähfahrzeugen oder Bombenentschärfungseinheiten, sich mit minimalem Bedienereingriff durch städtische Umgebungen oder aktive Kampfzonen zu bewegen. Diese Fahrzeuge verwenden häufig eine Kombination aus LiDAR, Ultraschallsensoren und maschinellem Sehen, um Gefahren zu erkennen und entsprechend zu navigieren.
DAA-Systeme auf USVs helfen dabei, Kollisionen mit Schiffen, Bojen und Küstenelementen während Einsätzen in überfüllten oder komplexen Wasserstraßen zu vermeiden. Diese Systeme stützen sich häufig auf Seeradar, AIS (Automatic Identification System) und bildbasierte Objekterkennung, um die Situationserkennung aufrechtzuerhalten. USVs können autonom für die maritime Überwachung, wissenschaftliche Forschung oder Infrastrukturinspektionen eingesetzt werden, und DAA gewährleistet einen sicheren und unterbrechungsfreien Betrieb, selbst wenn die Kommunikation mit den Kontrollzentren eingeschränkt ist. Umweltsensoren helfen außerdem bei der Erkennung von Treibgut oder seichtem Wasser und verbessern so die Anpassungsfähigkeit der Mission.
Bei Einsätzen in der Tiefsee oder in Küstennähe müssen AUVs, die mit DAA-Systemen ausgestattet sind, in Umgebungen mit schlechter Sicht und eingeschränkter Kommunikation navigieren. Sonar und akustische Bildgebung helfen dabei, Unterwassergefahren wie Riffe, Schiffswracks und Unterwasserinfrastrukturen zu vermeiden. Diese Fahrzeuge werden häufig für die Kartierung des Meeresbodens, die Inspektion von Pipelines und die marinebiologische Forschung eingesetzt. Durch die Integration einer Echtzeit-Hindernisvermeidung können AUVs lang andauernde Missionen ohne Überwachung von der Oberfläche aus und ohne das Risiko von kollisionsbedingten Ausfällen durchführen.
Erkennungs- und Ausweichlösungen und -software von Sagetech Avionics
Plattformen für die urbane Luftmobilität sind in hohem Maße auf DAA-Systeme angewiesen, um die Flugsicherheit zwischen Wolkenkratzern, Stromleitungen und überlasteten Luftkorridoren zu gewährleisten. Lufttaxis müssen beispielsweise sowohl statische Hindernisse als auch dynamische Gefahren wie andere Flugzeuge und Umweltgefahren wie Vögel oder Drohnen in Echtzeit im Blick behalten.
Durch die Kombination von ADS-B, Radar und visuellen Sensoren ermöglichen diese Systeme eine koordinierte Navigation und die Vermeidung von Konflikten im Luftraum in Echtzeit. UAM-Systeme sind ebenfalls auf Erkennungs- und Ausweichsysteme angewiesen, um die Protokolle der Flugsicherung einzuhalten und die gleiche Sicherheit wie die bemannte Luftfahrt zu gewährleisten.
Autonome Drohnen, die Lieferaufträge ausführen, sei es für Einzelhandelspakete, medizinische Güter oder Notfallausrüstung, müssen sich in komplexen Umgebungen in geringer Höhe fortbewegen. Erkennungs- und Ausweichsysteme ermöglichen es diesen Drohnen, ihre Route dynamisch zu ändern, wenn sie auf unerwartete Hindernisse wie Kräne, Baustellen oder andere UAVs stoßen. Zusätzlich zur Vermeidung von Konflikten im Luftraum gewährleisten diese Systeme die Sicherheit am Boden, indem sie Stromleitungen und hohe Bäume in der Nähe von Abgabepunkten umfliegen. Integrierte DAA-Systeme sind auch für zeitkritische Lieferungen unerlässlich, bei denen Verzögerungen aufgrund von Sicherheitsbedenken die Mission gefährden könnten.
Such- und Rettungsdrohnen werden häufig in unvorhersehbaren und gefährlichen Umgebungen eingesetzt, darunter bergiges Gelände, eingestürzte Gebäude und Katastrophengebiete. DAA-Systeme ermöglichen es diesen UAVs, sicher durch enge Lücken, um Trümmer herum und bei schlechten Sichtverhältnissen zu manövrieren. Durch die Integration von Wärmebild- und EO/IR-Sensoren helfen diese Systeme nicht nur bei der Erkennung von Hindernissen, sondern auch bei der Identifizierung von Menschen in Not. Dank Echtzeit-Navigation und Gefahrenvermeidung können sich SAR-Teams auf die Rettung konzentrieren, anstatt sich mit Navigationsproblemen zu befassen, wodurch sowohl die Reaktionszeit als auch die Erfolgsquote verbessert werden.
In der Landwirtschaft fliegen UAVs in Bodennähe und in der Nähe von Strukturen wie Silos, Bewässerungsanlagen und Baumreihen. Erkennungs- und Ausweichsysteme verhindern Kollisionen mit diesen Objekten und gewährleisten eine kontinuierliche Abdeckung der Zielgebiete, wie z. B. Getreidefelder oder Weiden. Viele landwirtschaftliche Drohnen nutzen Computervision und Sensorfusion, um sich bewegende Gefahren wie Vieh oder landwirtschaftliche Geräte zu erkennen und darauf zu reagieren. Diese Automatisierung ermöglicht eine großflächige Datenerfassung und das Besprühen von Nutzpflanzen ohne ständige menschliche Überwachung, wodurch die Betriebseffizienz und -sicherheit erhöht werden.
Drohnen, die Stromleitungen, Pipelines, Brücken und Telekommunikationsmasten inspizieren, müssen sehr nahe an komplexen Strukturen operieren. DAA-Systeme ermöglichen einen sicheren autonomen Betrieb auch in Umgebungen mit eingeschränkter GNSS-Verfügbarkeit oder Sichtverbindung. Diese Systeme verwenden Stereokameras, LiDAR und Näherungssensoren, um Kollisionen zu vermeiden und gleichzeitig detaillierte Inspektionsdaten aus nächster Nähe zu erfassen. Bei kritischen Infrastrukturen, bei denen Sicherheit und Verfügbarkeit von größter Bedeutung sind, verändern mit DAA ausgestattete UAVs die Art und Weise, wie Routineinspektionen durchgeführt werden.
UAVs, die in der Umweltüberwachung eingesetzt werden, müssen häufig in abgelegenen, unwegsamen oder GPS-unzugänglichen Umgebungen wie dichten Wäldern, Küstengebieten oder Polarregionen eingesetzt werden. DAA-Systeme ermöglichen diesen Drohnen eine sichere Navigation trotz eingeschränkter Sicht und stark variierendem Gelände. Zu diesen Missionen gehören in der Regel die Entnahme von Atmosphärenproben, die Verfolgung von Wildtieren oder die Kartierung von Umweltveränderungen. Zuverlässige DAA-Systeme stellen sicher, dass die Datenerfassungsmission nicht durch vermeidbare Kollisionen unterbrochen wird, wodurch sowohl die Ausrüstung als auch die wissenschaftlichen Ergebnisse geschützt werden.
Regulierungsbehörden wie die FAA, die EASA und die ICAO verlangen oder empfehlen DAA-Systeme für bestimmte Klassen von UAVs, insbesondere für solche, die BVLOS oder in kontrolliertem Luftraum fliegen. In den USA hängt die Erteilung von Ausnahmegenehmigungen gemäß Part 107 für BVLOS-Flüge häufig vom Einsatz bewährter DAA-Systeme ab, die leistungsbasierte Standards erfüllen. Die Einhaltung von Dokumenten wie RTCA DO-365 und ASTM F3442 gewährleistet, dass diese Systeme strengen Tests auf Zuverlässigkeit und Sicherheit unterzogen wurden. Mit der Weiterentwicklung von Systemen für das unbemannte Verkehrsmanagement (UTM) wird die Integration von DAA immer wichtiger, um sicherzustellen, dass unbemannte Flugzeuge den Luftraum unter koordinierter Kontrolle mit bemannten Flugzeugen teilen können.
Diese Systeme ermöglichen es Fahrzeugen, komplexe Missionen ohne direkte menschliche Aufsicht durchzuführen. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Sensortechnologien und Verarbeitungsalgorithmen werden auch die Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Effizienz von mit DAA ausgestatteten Plattformen zunehmen. Ihre Integration ist nicht nur eine technische Notwendigkeit, sondern auch ein entscheidender Schritt hin zu einer breiteren Einführung autonomer unbemannter Systeme in den globalen Transport-, Verteidigungs- und Handelsökosystemen.
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