26.02.2020
Marktüberblick
1. Teil: „High-Tech-Drohnen im kommerziellen Einsatz“
High-Tech-Drohnen im kommerziellen Einsatz
Autor: Konstantin Pfliegl
Macrovector / shutterstock.com
Unternehmen profitieren in vielen Bereichen von unbemannten Flugsystemen. Anfang 2019 flogen schon knapp eine halbe Million Drohnen über Deutschland. Ihr Einsatzgebiet ist vielfältig.
Drohnen durchs Lager. Die kleinen Fluggeräte übernehmen die regelmäßige Kontrolle der nicht direkt einsehbaren Bereiche des 80.000 Quadratmeter großen Lagers. Ohne Drohnen war die wöchentliche Regalkontrolle bislang eine ziemlich komplizierte Angelegenheit: Gabelstabler mussten die Kisten auseinanderfahren und Paletten auf den Boden stellen. Anschließend fuhr ein Mitarbeiter mit dem Hubwagen in die Höhe, um einen bestimmten Karton zu überprüfen.
Am Standort Emmerich des Logistikunternehmens BLG Logistics fliegen Ebenfalls auf Drohnen setzt Lufthansa Aerial Services. Das Unternehmen des Lufthansa-Konzerns betreibt eine ganze Flotte von unbemannten Flugsystemen, die zum Beispiel infrastrukturelle Bauwerke wie Brücken oder Bahngleise inspizieren oder Pflanzen auf Äckern zählen. Zwei Beispiele, die zeigen: Drohnen sind nicht mehr nur High-Tech-Spielzeug für Technik-Freaks - ihr Einsatz etabliert sich gerade auch im Unternehmensumfeld.
Status quo in Deutschland
Nach Angaben des Verbands Unbemannte Luftfahrt, einer Initiative des Bundesverbands der Deutschen Luftverkehrswirtschaft (BDL) und des Bundesverbands der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie (BDLI), flogen Anfang vergangenen Jahres in Deutschland knapp 500.000 Drohnen. Davon sollen 19.000 kommerziell eingesetzt worden sein. Die Gesamtzahl der Drohnen soll sich bis zum Jahr 2030 auf 850.000 erhöhen. Vor allem die Zahl der kommerziell genutzten Drohnen wird, so die Prognose, dabei deutlich auf rund 126.000 steigen.
„Nachdem Drohnen im Hobbybereich schon seit Jahren einen Höhenflug erleben, sehen wir den industriellen Einsatz von Drohnen, in Relation zum Marktpotenzial, noch ziemlich am Anfang“, so die Einschätzung von Robert Schmidkonz, Erfinder des Multicopter-Systems ScaraBot und Mitgründer des gleichnamigen Unternehmens. Einer der Gründe dafür sei die lange Zeit ungeklärte Rechtslage. Mittlerweile gibt es aber eine einheitliche europäische Regelung für den Drohneneinsatz: „Mit Etablierung des Drohnenführerscheins vor zwei Jahren hat es angefangen, dass erste Unternehmen sowie Behörden Drohnen einsetzen.“
Dem pflichtet Samuel Flick bei, Sales Manager Central Europe beim Drohnenanbieter Microdrones. Der Drohnenmarkt sei seit einigen Jahren sehr in Bewegung: „Den Business-Markt sehe ich in den nächsten Jahren weiterhin stark wachsend. Ich rechne mit einem Wachstum in unserem Bereich von über 20 Prozent pro Jahr.“
Bei den derzeit kommerziell eingesetzten unbemannten Flugsystemen handelt es sich nach Angaben des Verbands Unbemannte Luftfahrt hauptsächlich um mit einer Kamera ausgestattete Prosumer-Drohnen mit einem Wert von bis zu 10.000 Euro. Als Prosumer bezeichnet man Produkte für den professionellen Anspruch. Das können auch höherpreisige Consumer-Geräte sein. Weniger als 5 Prozent der kommerziell genutzten Drohnen sind größere Profi-Geräte, die mehr als 10.000 Euro kosten.
2. Teil: „Drohnen im Profi-Einsatz“
Drohnen im Profi-Einsatz
Drohnen-Booms immer mehr etablierte Unternehmen in diesem Bereich engagieren. So beteiligte sich erst jüngst DB Digital Ventures, ein Tochterunternehmen der Deutschen Bahn, das digitale Geschäftsmodelle fördert, an Skyports. Das britische Unternehmen hat sich auf den Transport von Passagieren und Waren mit innovativen Fluggeräten spezialisiert. Die Idee der Bahn: Zusammen mit Skyports möchte man die Einbindung von Drohnen in Logistik-Lieferketten testen, um so zum Beispiel die Schiene mit Lieferdrohnen und Flugtaxis zu vernetzen. Damit sollen Warentransporte schneller, flexibler und effizienter werden.
Es verwundert nicht, dass sich im Rahmen des Die meisten professionell eingesetzten Drohnen kommen nach Angaben des Verbands unbemannte Luftfahrt derzeit für die Vermessung zum Einsatz. Und das aus einem einfachen Grund: Der Markt für Vermessungen ermöglicht nur sehr niedrige Gewinnmargen. Drohnen helfen hier, Zeit zu sparen und die Produktivität zu steigern. „In der Vermessung sind Drohnen jetzt schon nicht mehr wegzudenken, da sie binnen kurzer Zeit viele Daten mit einer hohen Genauigkeit aufnehmen können“, resümiert Samuel Flick von Microdrones.
Von einem flächendeckenden Einsatz in der Geodäsie möchte Robert Schmidkonz allerdings noch nicht sprechen. Die Vermessung mittels Verfahren wie Fotogrammetrie und Laserscanning sei allenfalls erst teilweise etabliert. „Ursächlich hierfür sind sicherlich die derzeit noch recht hohen Investitionen und die akkubedingt kurzen Flugzeiten.“ Die Akkulaufzeit ist seiner Erfahrung nach allgemein noch ein großes Thema im Drohnenmarkt und stelle sich besonders außerhalb von „nur Foto- oder Videodrohnen“ als problematisch dar. Als Beispiel nennt Schmidkonz den Drohneneinsatz bei Rettungskräften: „Eine maximal mögliche Flugzeit von ein paar Minuten ist für eine Feuerwehr im Einsatz nur schwer akzeptabel.“ Doch es gebe bereits kompakte Lösungen mit bis zu einer Stunde Flugzeit, um Rettungseinsätze mit Wärmebildkamera, Bioradarsensor oder Gasmessgerät effizient unterstützen zu können.
Bei Feuerwehren reicht der Einsatz von Drohnen von der Erkundung und Beobachtung über die Dokumentation bis hin zur Personensuche und Gefahrstoffmessung. Der große Vorteil liegt darin, dass Drohnen in Bereiche vordringen können, die für Menschen zu gefährlich oder unzugänglich sind. Welchen Nutzen eine Feuerwehr-Drohne bei der Erkundung haben kann, zeigte der Großbrand eines Galvanikbetriebs im nordrhein-westfälischen Warstein. Wie die Fachzeitschrift „Feuerwehr-Magazin“ berichtet, forderte die örtliche Feuerwehr Unterstützung von der Feuerwehr Werl an, die über eine Drohne verfügt. Es wurde eine Hallenwand geöffnet, damit die Drohne ins Innere fliegen konnte. Ein Statiker konnte anhand der Aufnahmen des Fluggeräts den Zustand der Stahlträger prüfen und so die Einsturzgefahr der Halle einschätzen.
Neben den beschriebenen Beispielen leisten Drohnen in etlichen weiteren Bereichen gute Dienste. „In vielen Industrien können Drohnen für Unternehmen zahlreiche Aufgaben und Prozesse in kürzerer Zeit, mit höherer Präzision und geringeren Kosten erledigen als es bisher möglich war“, konstatiert Cecilia Natalia Hage, PR & Communications Lead beim Drohnenanbieter Parrot.
3. Teil: „Drohnen und KI“
Drohnen und KI
Künstliche Intelligenz nutzen, um ihre Funktion beziehungsweise Aufgabe zu erfüllen und darüber hinaus ein Höchstmaß an Sicherheit und Flugeigenschaften zu bieten“, erklärt Cecilia Natalia Hage
In einigen Feldern dürften sich Drohnen allerdings erst durchsetzen, wenn sie ihren Weg selbst finden. In der Paketzustellung etwa können Fluggeräte ihre Vorteile vor allem dann ausspielen, wenn sie die Auslieferung selbstständig bewerkstelligen. Und dafür bedarf es einer ausgereiften Künstlichen Intelligenz: „Besonders Drohnen, die nicht mehr von menschlicher Hand geflogen werden, sondern so entwickelt wurden, dass sie autonom fliegen, müssen Robert Schmidkonz zufolge gibt es bereits erste Systeme mit ansatzweiser sensorischer Antikollisionstechnologie - „aber für wirklich autonomes Fliegen in einem zukünftig dicht genutzten Luftraum sind noch einige Entwicklungen zu leisten.“ Man sehe, wie schwer sich die Automobilindustrie mit dem autonomen Fahren tue. Dabei müsse man sich vor Augen halten, dass Autos sich zweidimensional auf einer Fläche bewegen. Bei Drohnen komme noch eine dritte Dimension hinzu. „Entsprechend ist der autonome Drohnenflug wohl um eine Potenz komplexer“, so Schmidkonz.
4. Teil: „Beispiele für Business-Drohnen (Teil 1)“
Beispiele für Business-Drohnen (Teil 1)
Die Auswahl an professionellen Drohnen, die sich für den Unternehmenseinsatz eignen, ist mittlerweile kaum mehr zu überschauen. Den meisten Drohnen ist gemeinsam, dass sie eine bestimmte Nutzlast aufweisen. Damit können sie Waren transportieren oder eine Kamera für professionelle Foto- und Videoaufnahmen bewegen.
Viele professionelle Drohnen unterstützen einen Flug in der Ich-Perspektive, den First Person View, kurz FPV. Dabei ist bereits die Befestigung einer Kamera ein FPV, wenn auch eine passive Form davon: Nach dem Flug lassen sich die Aufnahmen nämlich aus der Perspektive der Drohne ansehen. Viele Drohnen verfügen aber auch über ein aktives FPV-System. Dabei werden die Kamerabilder aus der Drohne live auf das Steuergerät des Piloten übertragen - also auf eine Fernsteuerung mit Display, auf ein Smartphone oder eine Videobrille. Ein aktiver First Person View ist für alle professionellen Bild- und Videoaufnahmen ein Muss.
Im Folgenden stellt com! professional sechs Beispiele für kommerziell ausgerichtete Drohnen vor. Sie veranschaulichen die Bandbreite an Bauformen und Einsatzmöglichkeiten, von der 4K-Kameradrohne über das Komplettpaket für die Geodäsie bis zum „Schwerlasttransporter“.
Für einen möglichst sicheren Flugbetrieb bietet DJI außer einem Kollisionswarnlicht auch ein sogenanntes Flight-Autonomy-System an. Es ermöglicht eine omnidirektionale Hinderniserkennung. Diese besteht aus acht Sicht- und zwei Infrarotsensoren an den Seiten der Drohne, die einen 360-Grad-Radius abdecken. Das System zur Hinderniserkennung erfasst die relative Geschwindigkeit und Entfernung zwischen dem Fluggerät und der Umgebung und soll so vor Kollisionen schützen, indem die Drohne auch in beengten Umgebungen Hindernissen automatisch ausweicht.
Dabei wiegen die Drohnen nur rund 900 Gramm und lassen sich für den Transport kompakt zusammenfalten. Selbstwärmende Akkus sorgen dafür, dass sie jederzeit einsatzbereit sind - auch in kalten Regionen mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt. Die maximale Flugzeit der Drohnen liegt laut Hersteller je nach Wetterbedingungen und Ausstattung bei 22 bis 31 Minuten.
5. Teil: „Beispiele für Business-Drohnen (Teil 2)“
Beispiele für Business-Drohnen (Teil 2)
Software für das Anlegen digitaler Karten. Einsatzbereit soll die Drohne in nur vier Minuten sein. Ein Akkutausch dauert laut Hersteller nur eine Minute. Das Fluggerät verfügt darüber hinaus über eine Autostart-Funktion, das heißt, die Drohne startet selbstständig und wartet dann in zwei Metern Höhe auf die Steuerbefehle des Piloten.
Exabotix HD6-1000 PRO: Der Hexacopter HD6-1000 PRO des niedersächsischen Drohnenherstellers Exabotix eignet sich speziell für professionelle Videoaufnahmen und Vermessungsflüge. Hierfür verfügt das Fluggerät über eine wettergeschützte 3-Achsen-Gimbal, die eine Kamera mit 30-fach optischem Zoom und eine Wärmebildkamera beherbergt. Optional ist ein Vermessungspaket erhältlich, in dem eine Sony-Kamera Alpha 7R MK2 mit 43,6 Megapixeln verbaut ist. Damit sind verzerrungsfreie und maßstabsgetreue Abbildungen der Erdoberfläche (Orthofotos) mit einer Auflösung von 1 Millimeter möglich. Hinzu kommt eine Planungs-Impossible Aerospace US-1: Der Quadrocopter US-1 des US-amerikanischen Anbieters Impossible Aerospace ist ein Fluggerät für den rauen Einsatz: Mit einer Flugzeit von bis zu 78 Minuten und einer Geschwindigkeit von bis zu knapp 80 Kilometern pro Stunde eignet sich die Drohne besonders für Feuerwehren oder Notdienste. Die Nutzlast liegt bei vergleichsweise hohen 2,8 Kilogramm. Ermöglicht wird das durch ein zum Patent angemeldetes Design, das das Eigengewicht der Drohne reduziert. So sind etwa die Batterien ohne Aufhängung direkt in die Drohne integriert.
Microdrones mdLiDAR3000: Das Siegener Unternehmen Microdrones bewirbt seinen Quadrocopter der mdLiDAR3000-Serie als Komplettpaket für Geomatikdienste und unbemanntes Luft-Lidar. Lidar steht für Light detection and ranging, eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung. Die Drohne eignet sich laut Hersteller damit unter anderem für das Vermessungswesen beziehungsweise die Kartierung, für Bauwesen, Bergbau, Inspektionen oder die Landwirtschaft. Das Fluggerät verfügt über das Lidar-System miniVUX-1DL von Riegl sowie die Sony-Kamera RX1R II mit 42,4 Megapixeln.
Bekannt geworden ist Microdrones übrigens durch eine spektakuläre Aktion: Ein Gerät der md4-1000-Serie überflog im Sommer 2013 als erste Drohne die Alpen und legte eine Strecke von 12 Kilometern zurück. Sie flog im sogenannten GPS-Wegepunkt-Modus, also komplett automatisiert.
Parrot ANAFI: Die ANAFI von Parrot ist eine kompakte Drohne. Das Modell „Thermal“ ist mit einer Wärmebildkamera ausgestattet, die Temperaturen im Bereich von minus 10 Grad bis plus 400 Grad darstellt. So lassen sich zum Beispiel thermische Messungen durchführen, die Temperatur einer Fläche oder eines bestimmten Punkts erfassen, Wärmeverluste an einem Gebäude visuell darstellen oder Personen lokalisieren, identifizieren oder verfolgen.
Die Flugzeit der 315 Gramm leichten Drohne gibt der Hersteller mit bis zu 26 Minuten an. Parrot liefert drei Batterien mit, die die Flugzeit auf bis zu 78 Minuten ausdehnen.
ScaraBot X8 Heavy Lift: Der Quadrocopter X8 Heavy Lift von ScaraBot ist eine Art Schwerlaster unter den Drohnen. Er befördert bei einem Leergewicht von 2,2 Kilogramm Nutzlasten von bis zu 2,3 Kilogramm. Die Flugzeit gibt der Hersteller dabei je nach Zuladung mit etwa einer Stunde an. Die Funkreichweite zur Steuerung des Fluggeräts soll bei bis zu 12 Kilometern liegen.
Der Rahmen und die Propeller des ScaraBot bestehen zu 100 Prozent aus hochfestem und extrem leichtem Kohlefaser-Verbundmaterial. Dabei sollen patentierte, stromlinienförmige Ausleger, die der Hersteller als FreeFlow-Arme bezeichnet, den X8 Heavy Lift 9 Prozent effizienter machen als vergleichbare Drohnenmodelle. Zudem sollen die Arme Geräuschemissionen und Vibrationen reduzieren.
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