„Drohnen sind flexibler, mobiler, schneller am Einsatzort und günstiger und ungefährlicher im Einsatz als Helikopter“, erklärt Oliver Bimber, Informatik-Professor und Leiter des Instituts für Computergrafik an der Johannes Kepler Universität (JKU) Linz. Gemeinsam mit seinem Team arbeitet er an einem Projekt, um Drohnenschwärme für Such- und Rettungseinsätze vorzubereiten, vor allem bei Einsätzen im Wald oder bei von oben nicht einsehbaren Gelände sollen diese Drohnen künftig verwendet werden.
Die Technologie heißt „Airborne Optical Sectioning“ (AOS): Diese funktioniert durch ein spezielles Abtastprinzip und kombiniert mehrere flächig verteilte Bildaufnahmen, um verdeckende Objekte in Echtzeit wegzurechnen – somit wird ein freier Blick auf den Boden möglich. Diese Technik funktioniert bereits für stillstehende Personen und Tiere gut.
Drohnenschwärme
Es war jedoch schwierig, schnelle Bewegungen zu erkennen. Daher setzen Oliver Bimber und sein Team auf Drohnenschwärme, die das Verhalten von Vögeln nachahmen sollen. Somit ist eine Sicht auf eine Person oder ein Tier besser möglich. Oliver Bimber erklärt: „Synthetic Aperture Sensing wird genutzt um die Signalqualität kleiner Sensoren durch Kombination vom Messungen mehrerer Sensoren zu verbessern. Das daraus entstehende Signal entspricht dem, eines (physikalisch unmöglich) großen Sensors. Das Prinzip wird in vielen Bereichen genutzt. Zum Beispiel bei der Vernetzung von Radioteleskopen.“
Bimber und sein Team nutzen dieses Prinzip optisch: „Durch rechnerische Kombination mehrerer Drohnenfotos (immer aufgenommen mit einer normalen Linse mit wenigen mm Durchmesser) erhalten wir ein neues Bild das dem entspricht, welches man mit einer sehr großen (mehre Meter) Linse erhalten würde. Dieses Bild hat eine extrem kleine Tiefenschärfe, sodass alles, was nicht im Fokus liegt (also alles, außer dem was sich auf dem Waldboden befindet) optisch im Defokus verschwindet.“
Menschen und Tiere aufspüren
Die geringe Tiefenschärfe dieses optischen Signals lässt den Wald verschwinden und das dynamische Verhalten des Drohnenschwarms macht es möglich, sich auf die unterschiedliche Dichte eines Waldes einzustellen sowie auf Bewegungen eines Objekts zu reagieren. Wenn also ein Mensch oder ein Tier in einen Wald läuft, kann der Drohnenschwarm das Subjekt bzw. Objekt trotz der Bäume sichtbar machen und die Person bzw. das Tier aufspüren.
Oliver Bimber und sein Team arbeiten gerade an einem weiteren Grundlagenforschungsprojekt (zusammen mit dem Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum und der Universität Magedburg), das durch den FWF (Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung) und die DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) gefördert wird. „Airborne Optical Sectioning“ (AOS) wird bereits eingesetzt. „Wir haben AOS auf die Technologie portiert, die von den Blaulichtorganisationen heute genutzt wird. Das ganze läuft als App auf den Fernbedienungen der Drohnen“, erläutert Bimber.
Auch an einem weiteren Projekt ist der Informatiker beteiligt: Dabei geht es um die Früherkennung von Waldbränden, in einem Stadium, in denen es noch keine Flammen oder Rauchentwicklung gibt.„Glutnester sind wegen der verdeckenden Vegetation nicht zu erkennen, und sobald man Rauch oder Flammen aus der Luft erkennen kann, ist es meist schon zu spät. Dieses Projekt wird – falls wir die Förderung dafür bekommen – dann in Kooperationen mit den Feuerwehren (speziell dem Landesfeuerwehrkommando Oberösterreich) durchgeführt“, so Bimber.
