14/03/2018
Door Ad Spijkers
Het Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR) in Wachtberg (bij Bonn) heeft twee radarsensoren ontwikkeld die helpen bij de navigatie van drones. Er is veel interesse vanuit de logistiek en dienstverlening.
Bij de realisering van autonoom vliegende drones zijn radarsensoren waardevolle componenten. Ze fungeren als detector voor hindernissen en voorkomen daarmee botsingen. Radarsensoren werken ook betrouwbaar bij sterk gereduceerd licht, bijvoorbeeld door nevel of stofdeeltjes in de lucht. Dankzij het vermogen van radar om nauwkeurig afstanden te meten zijn de sensoren ook geschikt als hoogtemeters wanneer andere bronnen van informatie zoals barometers en GPS niet beschikbaar zijn of niet optimaal kunnen werken.
Drones worden steeds belangrijker in de logistiek en dienstverlening. Bekende logistiekondernemingen zien brood in de compacte, momenteel nog op afstand bestuurde vliegende apparaten voor het transport van pakketjes. Hun doel is het gebruik van autonoom vliegende drones die pakketten afleveren. Dienstverlenende bedrijven gebruiken drones voor het onderhoud en de inspectie van installaties of om volledig nieuwe diensten te ontwikkelen, bijvoorbeeld vanuit de lucht ondersteunde kartering en vergelijkbare diensten.
Fraunhofer FHR heeft twee compacte radarsensoren voor gebruik in drones ontwikkeld. Het gaat om een monostatische radar bij 80 GHz voor eenvoudige toepassingen bij korte afstanden (tot 80 m) en om een bistatische radar bij 94 GHz voor aanzienlijk grotere afstanden. De voedingsspanning voor beide sensoren is 5 V, die ofwel uit het accupakket van de drone of van een in de handel gangbare powerbank kann komen. Door gebruik van een USB-inerface is het systeem eenvoudig in bedrijf te nehmen en in reeds bestaande drones te integreren, waarbij een goedkope universele micro-PC (bijvoorbeeld een Raspberry Pi) de radar aanstuurt.
Toepassingen
Via bestaande hardware en software (bijvoorbeeld apps voor de besturing en bewaking van drones) zouden de met de radar verzamelde informatie kunnen worden weergegeven. Zo zouden bijvoorbeeld bij gebruik als hoogtemeter ook waarschuwingen kunnen worden gegeven voor het geval de zonder speciale toestemming toelaatbare vlieghoogte van 100 m wordt oveschreden. De overdracht van radardata gebeurt momenteel via een eigen radiokanaal. Een interface om de radardata met behulp van telemetrie naar de Flight controller te sturen is nog in ontwikkeling.
Om het systeem zo eenvoudig mogelijk op de drone te kunnen monteren, vertrouwen de ontwikkelaars op universeel toepasbare bevestigingsmogelijkheden. Optioneel kan het aftastbereik van de radarsensor worden vergroot door zwenkbewegingen (bijvoorbeeld door gebruik te maken van compatibele Gimbals), zodat de omgeving tijdens de vlucht over grotere hoeken kan worden bewaakt.
Behalve voor gebruik als hindernisdetector bij het autonoom vliegen of als hoogtemeter zijn meer toepassingen voor de radar denkbaar.Zo zouden de sensoren bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt als onderdeel van een multisensor-suite voor positiebepaling bij rampen, voor het bepalen van de biomassa of voor de mate van rijpheid van veldvruchten, voor de detectie van ongewenste vreemde objecten op landbouwgronden of voor de inspectie van ketels, silo's en windturbines.