Drohnen Das Geschäft liegt in der Luft

Drohnen erfreuen sich wachsender Beliebtheit. Rund 500.000 der kleinen, unbemannten Flugobjekte sind in Deutschland schon in der Luft. Bislang vor allem für private Zwecke, das wird sich aber bald ändern – und neue Geschäftsmodelle eröffnen.

In den vergangenen zehn Jahren haben nur wenige neue Technologien die Öffentlichkeit so in den Bann gezogen wie unbemannte Luftfahrzeuge – besser bekannt als Drohnen. Waren ihre Entwicklung und ihr Einsatz zu Beginn auf militärische Anwendungen beschränkt, sind Drohnen in den letzten Jahren auch in anderen Bereichen immer beliebter geworden.

Der Grund: gewaltige Fortschritte in der Elektronik und sinkende Kosten durch große Volumina, begünstigt durch den kommerziellen Erfolg und die Verbreitung von Smartphones seit Ende des vergangenen Jahrzehnts. Rasant verbreitet haben sich die kleinen, kostengünstigen Quadrocopter aber auch durch moderne Akku- und Drahtlostechniken sowie die Herstellung von günstigen, leichten und mit Mikrocon­trollern ausgerüsteten Flug-Controllern, Sensoren wie Beschleunigungsmessern und Gyroskopen sowie GPS-Systemen und Kameras.

Wie steht es um den Drohnenmarkt?

Laut einer Studie, die von der Investmentbank Goldman Sachs in Auftrag gegeben wurde, wird Drohnentechnik vorrangig in den Bereichen Militär, Verbraucher und Gewerbe bis 2020 eine Marktgröße von 100 Milliarden Dollar erreichen.

Abseits des militärischen Sektors – der noch immer 70 Prozent des Gesamtumsatzes ausmacht – dominieren vor allem Drohnen für den Privatgebrauch die Stückzahlen, berichtet das Marktforschungsunternehmen Gartner. Obwohl sie 94 Prozent aller Verkäufe ausmachen, machen die privaten Drohnen jedoch nur einen Bruchteil der Gesamtumsätze aus. Das liegt vor allem an ihrem vergleichsweise geringen Preis von oftmals nur wenigen Hundert Euro. Gewerbliche Drohnen machen dagegen nur sechs Prozent der verkauften Stückzahlen aus, rufen aber deutlich höhere Preise von einigen Tausend Euro bis hin zu Zehntausenden von Euro auf. Schätzungen zufolge werden sie aber dennoch bald über 60 Prozent der nicht-militärischen Umsätze ausmachen.

Während die Verkäufe von Drohnen an Verbraucher weiterhin zunehmen, birgt der gewerbliche Markt – mit seinen schnell steigenden Stückzahlen und deutlich höheren Verkaufspreisen – demnach ein weitaus größeres Potenzial. Prognosen zufolge soll der Umsatz in diesem Marktsegment bis 2020 auf über 13 Milliarden US-Dollar steigen.

Was gewerblich genutzte Drohnen darüber hinaus so attraktiv macht, sind die spannenden neuen Anwendungen, die in diesem Bereich entwickelt werden – und damit dem gesamten Markt auf die Sprünge helfen. So lassen sich Drohnen beispielsweise als Alternative für viele herkömmliche Betriebsmethoden einsetzen, was durch den geringeren Bedarf an menschlicher Interaktion und Sicherheitsinfrastruktur den Zeit- und Kostenaufwand verringert. Foto- und Videoaufnahmen aus der Luft sind die häufigsten Anwendungsfälle für diese Geräte. Mit ihrer Hilfe können zum Beispiel Immobilienmakler, Veranstalter und Hoteleigentümer leicht und kostengünstig professionelles Bildmaterial anfertigen.

 

Entwicklungsplattformen für Drohnen

Die enorme Zahl und Breite an Drohnenanwendungen steigert die Nachfrage nach maßgeschneiderten Funktionen zur Unterstützung spezifischer Anwendungsfälle. Konstrukteure, die diese Nachfrage mit kurzen Markteinführungszeiten kombinieren müssen, können verschiedene Entwicklungsplattformen für Drohnen nutzen und professionelle Leistungsmerkmale mit maximaler Konfigurierbarkeit und Anpassungsoptionen verbinden. Einige davon haben wir für Euch zusammengestellt:

Die STEVAL-FCU001V1-Testplatine von STMicroelectronics (Bild 1) ist eine kompakte Flight-Controller-Einheit (FCU) für kleine und mittelgroße Quadrocopter-Drohnen unter Verwendung bürstenbehafteter und bürstenloser DC-Motoren. Die FCU ist skalierbar, bietet beispielhafte Firmware zur Beschleunigung der Entwicklung und hilft Designern, die Leistung von IMU-Sensoren während des Flugs zu evaluieren. Die Platine umfasst einen 32-Bit-Mikrocontroller und lässt sich mit einer standardmäßigen externen HF-Fernbedienung oder über Bluetooth mithilfe von Smartphones oder Tablets steuern. Hinzu kommen ein Akkuladechip, ein Trägheitsmodul mit energiesparendem Beschleunigungsmesser und Gyroskop sowie ein integrierter Magnetometer und Drucksensoren zur Unterstützung von 3-D-Navigationsanwendungen. SWD-, I2C- und USART-Steckverbinder stehen für die Firmware-Entwicklung und Fehlerbehebung zur Verfügung und ermöglichen den Anschluss zusätzlicher externer Sensoren oder HF-Module.

Die DFRobot UAV V3-Entwicklungsplattform ist mit einem 16-Bit-DCS-3-Achsen-Beschleunigungsmesser und 2-Achsen-Gyroskopen ausgestattet. Allein kann sie zur Entwicklung eines 3-Achsen-IMU-Controllers verwendet werden. In Kombination mit einem GPS-Empfänger lässt sie sich außerdem als Fundament für einen Drohnen-Controller einsetzten. Sie bietet eine selbsttestende Firmware, die als Ausgangspunkt für die Entwicklung eigener Steuerungs- und Navigations-Firmware dient. Darüber hinaus gibt es eine voll funktionsfähige, Open-Source-basierte Autopilot-Firmware.

Eine Plattform für Designer, die Sensor-, Rechen- und Kommunikationstechnologien für intelligente Drohnenanwendungen miteinander verbindet, bietet Intel mit der Aero Development Platform für Drohnen. Das zugrunde liegende Aero Ready-to-Fly Drone Kit richtet sich an kommerzielle Drohnenentwickler sowie Forscher und Studenten an Hochschulen, die anspruchsvolle Drohnenanwendungen entwickeln möchten. Es besteht aus einem fertig montierten, flugerprobten Quadrocopter (Bild 2), der es ermöglicht, Anwendungen schnell in die Luft zu bringen. Das Drone Kit beruht auf dem leistungsstarken Aero Compute Board, ist mit Tiefenwahrnehmungs- und Sichtfunktionen von Intel RealSense ausgestattet, sodass Entwickler erweiterte Algorithmen beispielsweise für die Kollisionsvermeidung einrichten können, und wird im Open-Source-basierten Linux-Betriebssystem ausgeführt. Die PX4 Autopilot-Software, die in die FCU (inklusive 32-Bit-Mikrocontroller, IMU, Magnetometer und Höhensensoren) vorgeladen ist, bietet einen Open-Source-Flug-Stack mit voller Funktions­vielfalt. Zudem können Entwickler eigene Drohnen bauen, indem sie die Rechen-, Speicher- und Kommunika­tionselemente sowie die flexiblen I/O-Funktionen des Aero Compute Boards mit dem auf drei Kameras beruhenden Vision Accessory Kit und Enclosure Kit, einer zweiteiligen Baugruppe aus Kunststoff, die der Aufnahme beider Komponenten dient, verbinden. Unterschiedliche Montageoptionen erlauben dabei eine einfache Befestigung an den meisten Drohnenrahmen.