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AscTec Falcon 8: Ein Octokopter mal anders

AscTec

Das in Krailling bei München ansässige Unternehmen Ascending Technologies GmbH, kurz AscTec, wurde im Jahr 2007 gegründet. Die dahinterstehenden Technologien sind jedoch bereits seit 2002 in Entwicklung. Heute beschäftigt das Unternehmen mehr als 40 Mitarbeiter und hat bereits über 1000 Multikopter verkauft. Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Technischen Universität München und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den Vereinigten Staaten von Amerika, ist das Unternehmen besonders in der Entwicklung von zukunftsweisender Autopilot- und Flugsteuerungstechnologie beteiligt.

Trinity

Das optional erhältliche, adaptive Flugsteuerungssystem (Autopilot) AscTec Trinity ist in der Branche Vorreiter. Mit einer dreifachen Redundanz bietet dieses System Sicherheitsreserven, welche nur aus Verkehrsflugzeugen bekannt sind. Hierbei können Messfehler durch den Vergleich mit zwei weiteren Sensorwerten erkannt und korrigiert werden. Eine zweifache Übertragung der Funksignale von der Bodenstation zum Luftfahrzeug sorgt weiterführend dafür, dass die Eingaben des Piloten der Drohne sicher und zuverlässig empfangen werden können. Auch unter erschwerenden Bedingungen ist das Flugmanagementsystem jederzeit in der Lage, äußere Einflüsse automatisch zu korrigieren und die erforderlichen Flugmanöver sauber und souverän durchzuführen. Hierbei werden 1000x je Sekunde entsprechende Ausgleichsbewegungen initiiert, welche für den Betreiber unbemerkt bleiben und für den stabilen und sicheren Flug der Drohne sorgen.

AscTec Trinity Flugsteuerung

Falcon 8

Das Design des Flugroboters ist etwas ungewöhnlich, da es sich hier um einen V-förmigen Octokopter handelt. Auf den beiden Schenkeln des V-Carbonrahmens befinden sich jeweils vier der insgesamt acht bürstenlosen Außenläufermotoren mit 8 Zoll großen 2-Blatt-Propellern und einer Antriebsleistung von 100W je Motor. Das maximale Abfluggewicht der Drohne beträgt 2,3kg und ein Akku (3S LiPo, 11,1V, 6250mAh, 69,38Wh) ermöglicht, je nach Nutzlast (höchstens 0,8kg), eine Flugzeit von 12-22 Minuten. Sollten Flüge außerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches von 0-35°C durchgeführt werden, so kann sich die maximale Flugzeit reduzieren.

Zur präzisen Steuerung der Drohne stehen dem Piloten drei verschiedene Modi zur Verfügung. Neben dem manuellen und den GPS-Modus, besteht weiterhin die Möglichkeit, die Drohne über einen Höhenmodus zu steuern. Dieser teilautonome Modus ermöglicht eine manuelle Lagesteuerung bei gleichzeitig regulierter Flughöhe der Drohne. Das System verfügt über drei Notfallmodi, welche je nach Gegebenheiten und Einstellung der Bodenstation im Notfall automatisch aktiviert werden und Schäden oder gar einen Verlust der Drohne verhindern. Eine direkte Landung an der aktuellen Position, einen direkten Rückflug zur Startposition oder einen hohen Rückflug zur Startposition mit vorherigem Steigen kann ausgewählt werden. Am Ende jedes Notfallprogramms landet die Drohne sicher auf dem Boden. Sollte vorher der Kontakt zur Bodenstation wieder aufgebaut werden können, so kann der Flugroboter manuell geflogen und gelandet werden. Während des Fluges besteht dank einer Echtzeittelemetrie die Möglichkeit, dass der Pilot oder ein zweiter Kameraoperator Einstellungen, wie z. B. den Zoom, die Blende oder die Belichtung der Sensorik dynamisch anpassen kann.

Kameraufhängung

Die Montage der Bild- und Messsensorik erfolgt mittels eines 2-Achs-Stabilisierungsystems, welches aus hochwertigem Kohlefaserverbundwerkstoff gefertigt ist. Die Neigung und Stabilisierung der Aufhängung erfolgt über zwei Hochleistungsgetriebemotoren. Eine längs durch den Copter verlaufende Rollachse stabilisiert nicht nur den Horizont der Aufhängung, sondern dient clevererweise gleichzeitig als Lagerung des gesamten Kamerastabilisierungsystems.

Bodenstation

Die Bodenstation des Falcon 8 Flugroboters besteht aus einem digitalem Futaba FX-30 Sender und zwei eigens entwickelten, von einander getrennten Diversity-Sendemodulen, welche das Signal digital über ein 2,4GHz DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) Protokoll an den entsprechenden Empfänger im Multikopter übertragen. Die Sendeleistung der einzelnen Übertragungsmodule beträgt je bis zu 63mW. Ein Live-Video wird auf dem 1280×800 großen 7“ Bildschirm via des analogem Signal auf einer Frequenz von 5,8GHz empfangen. Über die Bodenstation kann eine entsprechende Flugplanung erfolgen, um Wegpunkte und Wegpfade für Vermessungsflüge festzulegen. Zusätzlich kann im Flugbetrieb auf diverse Funktionalitäten zugegriffen werden, wie z. B. dem „Circle of Interest“, ein Modus, der einen Kreis um ein Objekt herum fliegt, einem Panoramamodus und einem Kamerafahrtmodus, welche die Drohne auf einer virtuellen Schiene führt, um so besonders ruhige Aufnahmen machen zu können.

Zubehör

Grundsätzlich bietet AscTec den Falcon 8 Flugroboter individuell zugeschnitten auf Ihren Einsatzweck an. Es stehen u. a. maßgeschneiderte Pakete für Vermessung (GeoEXPERT), Inspektionsflüge (InspectionPRO), Fotografie (PhotoEXPERT) und Videoaufnahmen (VideoEXPERT) zur Auswahl. Ein Transportkoffer oder einen Rucksack für die Drohne, ein Ladegerät, zusätzliche Akkupacks und ein großes Sortiment an Digitalkameras, Camcordern und Thermal- bzw. Spezialkameras sind im Zubehörsortiment erhältlich. Zu den Spezialkameras gehört z. B. eine Inspektionsnutzlast (TZ61), welche eine Kombination aus Thermal- und Digitalkamera mit georeferenzierten JPEG- und 14-bit-RAW-Aufnahmen ist.

AscTec Falcon 8 Solarinspektion

Flugeigenschaften

Der Falcon 8 gibt dem Steuerer beim Flug im GPS Modus sofort ein sicheres Gefühl. Das System lässt sich ruhig, aber dabei absolut präzise bewegen. Trotz des für einen Octocopter geringen Gewichtes ist dieser Multicopter sehr windstabil, dies konnten wir bei Windgeschwindigkeiten von über 40km/h erfolgreich testen. Da die Kameraachsen mittels Getriebemotoren angesteuert werden, ist die Drohne gewiss nicht für Kinoproduktionen geeignet. Für die Vermessung und Industrie ist die Bildruhe aber vollkommen ausreichend. An der Bedieneinheit sind alle Daten bzw. das Livebild gut ablesbar, trotz der Größe kann diese u.a. durch die Flächen für die Handauflage angenehm getragen werden.

Fazit

AscTec hat mit der Falcon 8 eine Drohne, die sich in vielen Punkten von Mitbewerberprodukten auf dem Markt unterscheidet. Die ungewöhnliche Anordnung der Rotoren ermöglicht jedoch einen besonders großen Winkel, welcher ungestört Aufnahmen mit den Kameras oder Sensoren zulässt. Der relativ kleine und leichte Aufbau des Flugroboters macht einen Transport in Koffer oder Rucksack möglich, obwohl die Drohne nicht demontierbar ist. Für das große Einsatzspektrum ist das reiche Zubehörangebot verantwortlich, das auch Spezialanwendungen abdecken kann. Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal dieser Drohne liegt in dem Flugsteuerungssystem Trinity, welches dank dreifacher Redundanz ein unheimliches Sicherheitspotential aufbringt, welches insbesondere durch die enge Zusammenarbeit mit öffentlichen Einrichtungen und Bildungsstätten in Zukunft an an Relevanz gewinnen kann.

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