Unbemannte Luftfahrzeuge (UAV)

Felduntersuchungen aus der Luft mit unbemannten Flugkörpern (UAVs)

Es stehen mehrere Multirotor-Plattformen (Fieldcopter), ein Starrflügler (Fieldglider) und ein Zeppelin (Fieldship) zur Verfügung, die mit verschiedenen Sensoren ausgestattet werden können.

Unbemannte Luftfahrzeuge (UAV)
Fieldcopter Falcon-8 (obere linke Seite), Fieldcopter Matrice 600 PRO (obere rechte Seite), Fieldglider “Dragon Girl” (obere linke Seite), und Fieldship (untere rechte Seite).

Der Fieldcopter ist eine Multirotor-Plattform, die auf dem von AscTec hergestellten Falcon-8 basiert. 8 Propeller treiben den Copter an, der dank präziser Sensoren in der Lage ist, Position und Lage genau zu halten. Damit ist der Fieldcopter die perfekte Plattform für die Positionierung von Bildsensoren über landwirtschaftlichen Versuchsfeldern. Mit anderen Worten, der Fieldcopter ist ein fliegendes Stativ, das Wärme- oder RGB-Kameras über dem Feld platziert. Durch den vertikalen Blickwinkel können große Versuchsfelder mit einem einzigen Bild analysiert werden. Der Fieldcopter kann, je nach wissenschaftlicher Aufgabenstellung, mit einer RGB- oder Thermalkamera ausgestattet werden. Zusätzlich kann ein speziell entwickeltes Spektrometer mit in die Luft genommen werden.

Der Fieldglider ist ein autonom fliegender, unbemannter Motorsegler mit einer Flügelspannweite von 4 Metern und einer Flugdauer von 40 Minuten. Er eignet sich daher gut für die Kartierung größerer landwirtschaftlicher Flächen. Der Fieldglider wurde 2016 gebaut und ist seitdem im Einsatz, um Rechnungsdaten zu erfassen. Derzeit ist der Fieldglider mit einer RGB-Kamera, einer Multispektralkamera und einer Wärmebildkamera ausgestattet, die gleichzeitig geflogen werden können und synchronisierte und registrierte Feld- und Testgeländebilder liefern. Der Fieldglider wird von einem professionellen Piloten gesteuert, der vielseitige Flugmuster und Beobachtungsprotokolle realisieren kann.

Unbemannte Luftfahrzeuge (UAV)
Landwirtschaftliche Flächen und spezielle Experimente, die mit Hilfe der UAV Plattformen zu mehreren Zeitpunkten während der Vegetationsperiode 2017 aufgenommen wurden.

Das 10 m große "Fieldship" ist ein Luftschiff, das als Trägerplattform für verschiedene wissenschaftliche Geräte dient. 24m³ Helium halten das Luftschiff in der Schwebe und führen zu einer maximalen Nutzlast von 5 kg. Riesige Batterien treiben zwei bürstenlose 1-kW-Motoren an und ermöglichen eine Flugdauer von mehr als 60 Minuten. Das Luftschiff wurde 2013 angeschafft und hat seitdem mehrere Testflüge absolviert. Es wird kontinuierlich verbessert und verfügt über einen Autopiloten, der einen teilautonomen Betrieb ermöglicht. Mit dem Fieldship können Sensoren über lange Zeiträume über landwirtschaftlichen Flächen geflogen werden. Die hohe Nutzlast, der ruhige Flug und die geringen Vibrationen machen das Luftschiff zu einer hervorragenden Plattform für wissenschaftliche Instrumente, die andere kleine UAV-Plattformen ergänzen.

Kontakt

  • Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG)
  • Pflanzenwissenschaften (IBG-2)
Gebäude 06.2 /
Raum 406b
+49 2461/61-2638
E-Mail

Publikationen:

Wilke, N., Siegmann, B., Klingbeil, L., Burkart, A., Kraska, T., Muller, O., van Doorn, A., Heinemann, S. & Rascher, U. (2019) Quantifying Lodging Percentage and Lodging Severity Using a UAV-Based Canopy Height Model Combined with an Objective Threshold Approach. Remote Sensing, 11, 515.

von Bueren S.K., Burkart A., Hueni A., Rascher U., Tuohy M.P. & Yule I.J. (2015) Deploying four optical UAV-based sensors over grassland: challenges and limitations. Biogeosciences, 12, 163-175.

Burkart A., Aasen H., Alonso L., Menz G., Bareth G. & Rascher U. (2015) Angular dependency of hyperspectral measurements over wheat characterized by a novel UAV based goniometer. Remote Sensing, 7, 725-746.

Burkart A., Schickling A.; Pilar Cendrero Mateo M., Wrobel T.; Rossini M., Cogliati S., Julitta T. & Rascher, U. (2015) A method for uncertainty assessment of passive sun-induced chlorophyll fluorescence retrieval by using an infrared reference light. IEEE Sensors, doi 10.1109/JSEN.2015.2422894.

Letzte Änderung: 31.08.2022