30 Technik Datenerfassung UAVs in der Asphaltwirtschaft Welche Aufgaben übernehmen Fluggeräte im Straßenbau oder am Asphaltmischwerk? Wir haben uns mit dem Drohnen-Experten Jens Pursche von Topcon über Technologielösungen für die elegante Datenerfassung aus der Luft unterhalten. Drohnen, in der Fachsprache Unmanned Aerial Vehicle (UAV), werden gezielt bei Vermessungsaufgaben im Hoch- und Tiefbau, aber auch bei Sonderaufgaben von Bau bis Gefahrenschutz entwickelt und eingesetzt. Wir hatten nach einer Flugshow die Gelegenheit, mit dem Vertriebsingenieur über die Einsatzmöglichkeiten für unbemanntes Fluggerät in der Asphaltbranche – zum Beispiel in Asphaltmischwerken – zu sprechen. Starrflügler Sirius PRO befliegt mit Ausdauer große Areale, sei es im Straßenbau oder auch im Asphaltwerk. (Quelle: Topcon) asphalt: Herr Pursche, bei der Faszination fürs Flugobjekt: Sie zeigen, dass die Realität des professionellen Flugeinsatzes jenseits von Spielzeugdrohnen und außerhalb der öffentlichen Wahrnehmung liegt. Pursche: Ja, natürlich hält die Faszination bei aller Professionalität noch an – aber bei den Lösungen der Geopositionierung haben Multikopter und unbemannte Starrflügler inzwischen wachsende Einsatzgebiete. Und sie können im Ernstfall sogar Menschenleben retten. Ich spreche daher bei dem Flugobjekt in der Vermessung vom UAV, übersetzt das unbemannte Luftfahrzeug. Zudem verwendet man auch die Bezeichnung UAS („unmanned aircraft system“), was das ganze System inklusive Kontrollstation bezeichnet. Der Begriff Drohne dagegen ist nicht ganz so deutlich, da er sich auch auf unbemannte Boden- und Wasserfahrzeuge beziehen kann. Ab wann und wo lohnt sich der Einsatz eines UAV? Warum machen andere Techniken da nicht mit? Pursche: Die UAVs, mit denen wir arbeiten, sind bei Vermessungen, Mapping oder Inspektionen auf größeren Arealen inzwischen nicht mehr wegzudenken. Sie meistern auch Höhenunterschiede, un - ebenes Gelände, Gebirge oder Gebäude, mit denen fahrzeuggebundene Systeme naturgemäß Probleme haben. Auf Ebenen dagegen und wenn höhere Genauigkeiten im Millimeter-Bereich ermittelt werden sollen, sind klassische Messgeräte auf Fahrzeugen, zum Beispiel auf einem Pick-up, die passende Wahl. Bei großen Projekten sind oft mehrere UAV-Experte Jens Pursche, Sales GeoPositioning bei Topcon Systeme im Einsatz. Da werden dann die Daten der Befliegung mit einem UAV mit den Daten von Überfahr-Scannern oder Informationen aus der klassischen Vermessung kombiniert. Was passiert danach mit den Daten? Was ist der nächste Schritt nach dem Flug? Pursche: Nach der Aufnahme mithilfe eines UAVs werden die Fotos aus dem SD-Speicher per Fotogrammetrie in eine Punktwolke gewandelt. Im dann folgenden Schritt kann eine weitere Massendatenverarbeitungslösung eingesetzt werden, welche diese Datensätze aus der Punktwolke in eine einheitliche, dreidimensionale Umgebung, einen Viewer sozusagen, zusammenführt. Aus diesem ganzheitlichen Modell lassen sich topografische Vermessungen und lineare Strukturen ziehen und dann beispielsweise Volumina berechnen. Sie führen selbst Befliegungen zur Inspektion und Datenerhebung durch, teilweise von Gefahren- oder Unfallgebieten. Gibt es da Beispiele für spektakuläre Einsätze? Pursche: Für den Katastrophenschutz im Harz haben wir den Multikopter Falcon 8 im Rahmen einer Renaturierungsmaßnahme eingesetzt. Diese bestand im kontrollierten Abbrennen eines festgelegten Gebiets. Der Falcon 8 hat für die Feuerwehr mit Kleinbild- und Infrarotkamera nach dem Brand verbliebene Glutnester aufgespürt. Da haben sie gleich zwei gute Gründe für die Befliegung: Zum einen hatten wir es beim Harz, immerhin ein Mittelgebirge, ja mit Höhenunterschieden zu tun, zum anderen war da natürlich nach dem Feuer und in der Glut jede andere Messung oder Maßnahme unmöglich. Das geht nur mit dem deutlichen Abstand aus der Luft und unbemannt. Nicht umsonst sind viele UAVs bei Feuerwehren im Einsatz. Was können Sie aus den Sonderprojekten auf andere Einsätze übertragen? Pursche: Die Erfassung von Temperaturunterschieden mittels Infrarotkamera ist auch für den Straßenbau interessant. Da könnte dann beispielsweise ein Drehflügel-UAV wie der Falcon 8 parallel zum Asphaltfertiger fliegen, den Prozess verfolgen und die Temperaturen an der Oberfläche messen. Wo sehen Sie die Möglichkeiten und Grenzen von UAV-Einsätzen? Pursche: Während die Grenzen im juristischen Bereich liegen – wir dürfen nur auf Sicht fliegen, theoretisch könnten sich die Systeme über Kilometer entfernen –, haben wir großartige Möglichkeiten für unsere Flugsysteme. Das ist eben zum Beispiel der Straßenbau. Da verkürzen wir Prozesse der Datensammlung. Die Geländeoberflächen- und Volumenerfassung dauerte mit konventionellen Methoden noch mehrere Stunden und teilweise auch Tage. Dann lässt sich 4|2018
Technik 31 der Fortschritt von Baustellen mit UAVs effektiver gestalten. Zum Beispiel können wöchentliche Übersichtsfotos gemacht werden, die als Dokumentation dienen. In vielen Bereichen sind UAVs nicht neu, sondern gehören längst zur Routine. Bei Topcon zum Beispiel arbeiten wir seit 2008 mit den Fliegern. Welche Chancen bietet eine Datenerfassung per Befliegung zum Beispiel für Asphaltmischwerke? Pursche: Was Schüttungen betrifft – das betrifft ja den Bereich Asphalt und Asphaltmischwerke –, lassen sich mit einem UAV schnell und präzise Volumen erfassen. Wir arbeiten bei der Datensammlung mit sehr dichten Punktabständen bis zu 5–10 mm. Das wäre konventionell nicht machbar. Da würden die Volumina immer zu klein, also ungenau ermittelt, weil zu wenig Punkte zur Verfügung erfasst werden. Hinzu kommt, dass herkömmliche Messverfahren am Boden hier zu unsicher sind, weil man Personen mit Messgeräten auf Schüttungen schickt, die sehr leicht nachgeben können. Bei Topcon haben Sie zwei unterschiedliche Flieger im Angebot, Multikopter und Starrflügler. Wo setzen Sie welches System ein? Pursche: Wir arbeiten bei Topcon einerseits mit dem Multikopter Falcon 8+ für flexible Einsätze in Topografie und Dokumentation, Mapping/GIS, Datenerfassung und zum Beispiel bei Aufgaben im Bergbau, in der Forensik oder Forstwirtschaft. Der Falcon 8+ ist in der Flugbewegung äußerst flexibel. Die v-förmige Bauweise ermöglicht freie Blickwinkel abwärts und aufwärts, sodass Bauwerke wie zum Beispiel Brücken auch von unten kontrolliert werden können. Er hat eine Flugzeit von 12–22 Minuten und ist unempfindlich gegen Wind bis zu 15 m/s (54 km/h). Andererseits bieten wir den Starrflügler Sirius PRO, ein Kleinflugzeug, das wir oft für Aufgaben in der Geopositionierung oder auch im Bauwesen vermitteln. Er hat einen geringeren Energiebedarf durch die Gleitfunktion und kann bis zu 55 Minuten in der Luft bleiben. Er wird daher für größere Areale benutzt und etwa bei Projekten an Auto- oder Eisenbahnen eingesetzt. Er verträgt sogar Windböen bis 65 km/h. Beide Systeme arbeiten mit SD-Speicherkarten, eine speichert die Daten zu Fluglage und Position, die andere befindet sich in der Kamera. Ein Videolink zur Fernbedienung überträgt permanent Livebilder. Was geben Sie bei Topcon interessierten Kunden mit auf den Weg? Braucht man einen Flugschein oder Vorkenntnisse für die Steuerung? Pursche: Kurz gesagt: Der geringe Aufwand für die Eingliederung eines UAV in den Arbeitsalltag lohnt sich, auch zum Beispiel bei Asphaltmischwerken. Zur exakten Bestimmung von Volumina, aber auch zur Schadenskontrolle wie dem Absuchen von Gebäuden nach möglichen Rissen. Welches System das geeignete ist, zeigen wir gern bei den bundesweiten Flugtagen, die Topcon anbietet. Wir beraten aber auch immer individuell. Der Kunde soll ja am Ende ein hochstabiles Flugsystem mit guten Flugeigenschaften erhalten, die gegebenenfalls Wind und Wetter kompensieren. Ein mehrtägiges Flugtraining gehört ebenfalls zu unserem Angebot. Unsere guten Kontakte zum Luftfahrtbundesamt machen den Weg zum Drohnenführerschein zudem recht unkompliziert. Der Multikopter Falcon 8 bietet z. B. im Straßenbau und bei der Vermessung von Schüttungen viele Möglichkeiten. Herr Pursche, ich danke Ihnen für das Gespräch. Weiterhin: Guten Flug! Der Staubbefeuchtungsmischer DUSTFIX Für Asphaltfüller, Gesteinsstaub und andere Füllstoffe von 10-80 m³/h. Ohne Staub sieht‘s besser aus. Mehr Informationen auf www.mapgmbh.com 4|2018
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