Quantum-Systems bietet mit Tron und Trinity zwei neuartige UAV, die die Vorteile von Multikoptern und Flächenfliegern verbinden. Davon profitieren vor allem Vermessungsanwendungen, wie der deutsche Vertriebspartner geo-konzept zeigt.
Das Modell Tron hat vier Rotoren, wobei beim Reiseflug „nur“ zwei aktiv sind. Das Modell gibt es auch mit integriertem 3D-Laserscanner. Foto: Quantum Systems. :
Senkrechtstartfähige Flugzeugdrohnen – so lautet der etwas sperrige aber fachlich korrekte Name für ein UAV-Konzept, das noch relativ jung ist. Vorreiter ist der Hersteller Quantum-Systems GmbH aus Gilching bei München. Mit dem Tron und der Trinity hat das Unternehmen zwei Modelle dieser Art im Angebot. Ihre Besonderheit: Sie können senkrecht starten und landen (wie ein Multikopter), dafür aber über eine Stunde mit einer Geschwindigkeit von zwischen 60 und 90 km/h fliegen (wie ein Starrflügler/Fixed Wing). Streng genommen sind sie sowohl Multikopter als auch Fixed Wing, denn sie vereinen die Vorteile beider Konzepte. Das gilt besonders für den Vermessungsbereich, neben Film- und Fernsehen immer noch wichtigstes Einsatzfeld für Leichtgewichtsdrohnen zwischen drei und 25 Kilogramm.
Der Tron hat ein maximales Abfluggewicht von 13 Kilogramm und ähnelt mit seiner Bauweise (3,5 Meter Spannweite, Glasfaserverbundwerkstoffe/ Kohlefaserverbundwerkstoffe) einem Segelflugzeug. Er hat zwei Kilogramm Payload und kann 90 Minuten fliegen. Nach dem Start mit vier senkrecht ausgerichteten Rotoren werden die beiden Frontmotoren nach Erreichen der Flughöhe auf „Horizontal“ gestellt und sorgen so für den Vortrieb des „Reiseflugs“. Die Heckrotoren werden aerodynamisch angeklappt. Zwischen 60-90 km/h werden erreicht, die Reichweite liegt also bei über 100 Kilometern. So kann eine Fläche (bei einer Auflösung von 2,5 cm/ px) von bis zu 700 Hektar beflogen werden. Die kleinere Trinity wiegt dagegen unter fünf Kilogramm, folgt aber dem gleichen Prinzip und kann 60 Minuten ohne Unterbrechung fliegen.
Volle Auftragsbücher
Die Idee für die Modelle ist am Institut für Flugsysteme der Bundeswehr in München entstanden. Dessen Kernteam unter Leitung des Entwicklers (und jetzigen CEO) Florian Seibel konzentrierte sich voll auf die Senkrechtstarter- UAV und gründete 2015 das Unternehmen Quantum-Systems. Und das mit Erfolg.
ESG. Unsere Themenschwerpunkte im Bereich GeoIT und Fernerkundung
liegen in der Konzeption und Realisierung von Geodatenmanagementsystemen,
Geodateninfrastrukturen, verlegbaren (mobilen) Geoinformationssystemen
und Software für die automatisierte Bildauswertung sowie für die
Karte/Lage-Darstellung in Einsatzsystemen.
Portfolio: Aerial Mapping, 3D-Modelle/Auswertung, Orthobilder und GIS/CAD-Anwendungen, Thermalanalyse/Wärmebild zur Inspektion am Boden und aus der Luft, Reseller von Multispektralkameras mit Expertise u.a. in Präzisionslandwirtschaft + Tagebau, Unternehmensberatung zur Einbindung von UAVs im industriellen Geschäftsbetrieb, sowie Anwenderschulungen.
Corporation – weltweit führend in der Herstellung von optischen und elektronischen
Instrumenten für die Medizin, Vermessung und Bauwirtschaft. Topcon
entwickelt und produziert innovative Positionierungslösungen und bietet ein
ganzheitliches Produktportfolio an GNSS-Systemen, Lasern, Produkten für die
optische Vermessung und Maschinensteuerung, sowie Anwendungssoftware an.
Software, u.a. Agisoft Photoscan. Daneben bieten wir eine aufgabenspezifische
Durchführung von nahbereichs- und UAV-photogrammetrischen Vermessungen
und teilen unsere Erfahrung und unser Wissen im Bereich moderne Photogrammetrie
mit unseren Kunden im Rahmen von Photogrammetrie-Seminaren und
onlinebasiertem On-the-job Support.
Ziel der Entwicklung war es auch, verschiedene Sensoren flexibel, schnell und sicher in die Flugplattformen zu integrieren. Außerdem entwickelte die Firma ein Bedienkonzept, das möglichst einfach sein sollte. „Man muss kein Pilot sein, um Tron und Trinity sicher zu bedienen“, sagt Seibel. Eine Eigenschaft, die für großes Interesse im Markt sorgt, schließlich gelten Fixed Wings eigentlich als sehr anspruchsvoll, besonders bei Start und Landung. Daher stammt zum Beispiel die Flugsteuerung bei Tron und Trinity komplett aus eigener Entwicklung. Gleiches gilt für Flugplanungssoftware und Bodenkontrollstation, die den Namen QBase trägt.
Ebenfalls ein entscheidendes Kriterium für den Markterfolg ist der Preis: Die Grundpreis für das Modell Trinity liegt nach Angaben des Herstellers bei 14.900 Euro, der Tron beginnt bei 44.900 Euro. Hinzu kommen weitere Kosten für die entsprechenden Messsysteme und deren Integration.
Vor dem Hintergrund der Kosten für integrierte Sensorik und Elektronik betont der Hersteller vor allem die Sicherheit der Senkrechtstarter. Wer will schon gerne dabei zusehen, wenn die Sensorik bei einem missglückten Landeanflug eines reinen Fixed Wings in Mitleidenschaft gezogen wird?
Praktische Eleganz
Auswertung und Klassifizierung der gewonnenen Daten. Foto: geo-konzept GmbH
Hohe Genauigkeit trotz schnellem Flug Effizienz und Eleganz, dies mache die eigentliche Faszination aus. Dies vermittelt sich vor allem in der Flugpraxis, wenn man als Pilot auf einem schmalen Streifen zwischen Vegetation und Gleisanlage, also einem typischen Einsatzort für ein UAV, steht. „Die räumliche Enge ist bei Befliegungen üblich und es kommt immer auf viele Details an. Da ist es wirklich beeindruckend, wenn man die Trinity sehr einfach zwischen den Hindernissen auf Flughöhe bringt und dann die Strecke abfliegen lässt“, erläutert Markus Westphal. Er ist Produktmanager für die UAV-Lösungen bei dem bayerischen Unternehmen geo-konzept, das Vertriebspartner von Quantum-Systems in Deutschland ist.
Westphal benötigt für die Trinity- Flüge keinerlei weitere Hilfsmittel für Start und Landung und ist daher überzeugt, dass das Konzept den Markt erobern wird. Es sind auch die Ergebnisse: Aufgrund der hohen Performance des Kamera-Systems erreicht die Lösung eine Längsüberlappung von 80 Prozent und bietet dabei eine ausreichende Datengrundlage, um nicht nur hochgenaue Orthofotos, sondern auch detaillierte und genaue 3D-Modelle zu erzeugen. „Diesbezüglich liegen die VTOL-Modelle auf dem gleichen Leistungsniveau wie Multikopter“, sagt Westphal. Sprich: 3D-Modelle mit einer Lagegenauigkeit von wenigen Zentimetern sind das übliche Qualitätsniveau.
Viel UAV-Erfahrung
geo-konzept hat eine langjährige UAV-Erfahrung. Als umfassender Dienstleister für die Einsatzbereiche Vermessung und Inspektion ist das Unternehmen auch als Prüfstelle durch den UAV-DACH zertifiziert und Trainingszentrum für die Photogrammetrie- Software AgiSoft. Das Unternehmen hat seit Jahren einen Kompetenzschwerpunkt im Bereich UAV aufgebaut, anfangs vorwiegend mit Multikoptern. geo-konzept bietet daher passende Software und kann so Systemlösungen inklusive Schulung für das Flugsystem, die Software und die Anwendung bieten. „Der Kunde bekommt so ein maßgeschneidertes Paket für seine Anwendung“, sagt Markus Westphal.
Unternehmen stehen in Startlöchern
Derzeit zeigen insbesondere die Betreiber von ausgedehnter Infrastruktur Interesse an den VTOL Fixed Wings, zum Beispiel in der Bauwirtschaft. So hat geokonzept Befliegungen für Planung, Bestandserhebung, Dokumentation und Abrechnung von Baustellen im Bereich Landes- und Bundesstraßen für die STRABAG durchgeführt.
Die Projekte haben für die Anwenderunternehmen derzeit noch Testcharakter, da die Befliegung außerhalb der Sichtweite noch nicht, beziehungsweise nur nach einer umfangreiche Risikoanalyse (SORA) erlaubt ist. (Siehe Beitrag oben links). Somit wird nur innerhalb von rund 500 Metern Radius geflogen. „Das genügt aber, um die Leistungsfähigkeit der Drohnenvermessung unter Beweis zu stellen“, berichtet Westphal. Heute sei es noch üblich, dass Kunden zunächst umfangreiche Tests machen und Know-how entwickeln, bevor sie eine eigene Lösung anschaffen.
Auch Gleisanlagen waren bei geokonzept bereits Gegenstand der Erfassung. Hier geht es meist um die Gefahren durch Vegetation. „So ist es zum Beispiel sehr einfach, schnell und wirtschaftlich möglich, nach einem Sturm das Streckennetz auf gefährdende Bäume und Sträucher hin zu untersuchen“, sagt Westphal. Sicher seien die Flugplattformen bereits heute, dies müsse nur noch auf rechtlicher Seite abgebildet werden.