SkyObserver

Autonom fliegende Fluggeräte zur großflächigen Lagebilderstellung aus der Luft für Einsatzkräfte in Krisen- und Katastrophenszenarien

Im Projekt SkyObserver wurde ein Konzept zum Einsatz autonomer Fluggeräte zur Erfassung und Vorhersage möglicher Schadensauswirkungen bei großflächigen Gefährdungen entwickelt.

Beim Auftreten von Gefahrenlagen, wie zum Beispiel dem unkontrollierten Austritt von flüssigen oder gasförmigen Schadstoffen jeglicher Art, ist die sichere und schnelle Erfassung und Vorhersage möglicher Auswirkungen von entscheidender Bedeutung. Weiters ist es entscheidend, dass Personen, die vor der Gefahr fliehen und bereits den Schadstoffen ausgesetzt waren, schnellstens gefunden werden.

Ziel des Projektes SkyObserver war daher die Erforschung von neuen Methoden zur schnelleren und umfassenden Erfassung einer Gefahren- und Schadenslage, durch die die Gefährdung für Einsatzkräfte reduziert werden kann und die zudem kostengünstiger sind. Zur Veranschaulichung wurde das Referenzszenario „Chemieunfall mit Austritt toxischer Gase“ gewählt, da es alle im Projekt behandelten Aspekte beinhaltet.

Die Hauptaufgaben im Projekt SkyObserver waren die Schadstoffmessung, Erstellung eines Lagebilds sowie die Detektion von Personen mittels unbemannter Fluggeräte:

  • Schadstoffmessung: Für die Prognose der Ausbreitung der toxischen Gaswolke muss dem Ausbreitungsmodell die Freisetzungsart und Freisetzungsrate vorgegeben werden. Laufende Messwerte der Schadstoffkonzentration ermöglichen eine realistische Prognose der Ausbreitung der Gaswolke. Je früher diese Messwerte zur Verfügung stehen, desto rascher liegt der Einsatzleitung eine abgesicherte Prognose vor. Dazu wird ein mit Schadstoffsensoren ausgestatteter Schwarm autonomer Fluggeräte eingesetzt. Dieser fliegt das betroffene Gebiet autonom ab und übermittelt die gemessene Schadstoffkonzentration an die Bodenstation.
  • Lagebilderstellung: Um den Einsatzkräften einen Überblick über die Gesamtsituation zu verschaffen und um die Befahrbarkeit der Zufahrtswege überprüfen zu können, wird ebenfalls ein Schwarm autonomer Fluggeräte eingesetzt. Dieser ist mit Weitwinkelkameras ausgestattet, die Bilder mit einer Auflösung erstellt, die gewährleistet, dass Gesichter von Personen nicht erkennbar sind und somit keine Verarbeitung personenbezogener Daten erfolgt. Nach Rückkehr der Fluggeräte werden diese Bilder in die Bodenstation geladen und zu einem hochauflösenden Lagebild zusammengesetzt.
  • Personendetektion: Damit die Einsatzkräfte betroffenen Personen möglichst schnell helfen können, wird ein Schwarm autonomer Fluggeräte mit einem „embedded system“ zur Detektion von sich bewegenden Personen ausgestattet. Auch hier bieten sich Optimierungsmöglichkeiten durch die Zahl der einzusetzenden Fluggeräte.

Eingesetzt werden sogenannte Micro Aerial Vehicles, welche ein maximales Startgewicht von etwa zwei Kilogramm aufweisen. Die Fluggeräte sind in der Handhabung sehr robust und können durch ihr geringes Gewicht von einer einzelnen Person gestartet werden. Aufgrund der drei unterschiedlichen Aufgaben werden zumindest drei unterschiedlich ausgestattete Fluggeräte eingesetzt. Der Faktor Zeit oder die Größe des betroffenen  Areals können es sinnvoll machen, mehr Fluggeräte einzusetzen. Hierfür ist die aufgabenspezifische Sensorik der Fluggeräte modular aufgebaut. Damit kann der Einsatzleiter vor Ort und nach Maßgabe entscheiden, welche und wie viele Fluggeräte für welche Aufgaben eingesetzt werden.

Facts:

  • Projektbeginn: Jänner 2009
  • Projektdauer: 3 Jahre
  • Förderung: das Projekt wird innerhalb des Sicherheitsforschungs-Förderprogramm KIRAS durch das Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) gefördert
  • Koordination: AIT Austrian Institute of Technology GmbH
  • Partner: Aerospy Sense & Avoid Technology GmbH, ZAMG – Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Johannes Kepler Universität Linz, SG concepts gmbh, NOVOTECH Elektronik GmbH, market Marktforschungs-Ges.m.b.H. & Co.KG, BMLVS, Berufsfeuerwehr Linz, Landes-Feuerwehrverband OÖ, Zentralleitung des Katastrophenschutzes der OÖ Landesregierung