Akustische Sensorik erkennt Drohnen
Zuverlässige Drohnen-Ortung ohne Sichtkontakt
Das Fraunhofer IDMT in Oldenburg hat eine intelligente Sensorlösung entwickelt, die Drohnen auch außerhalb der Sichtlinie erkennt. Die akustische Erkennertechnologie kann als Ergänzung mit Radar, Kamera und Lidar zu einem System kombiniert werden.
Unerlaubte Drohnenflüge stellen in sicherheitskritischen Bereichen ein wachsendes Risiko dar. Gängige Detektionsverfahren auf Basis von Optik, Funk oder Radar stoßen dabei an Grenzen, etwa bei fehlender Sichtverbindung, ungünstigen Wetterbedingungen oder bewusst eingesetzten Gegenmaßnahmen. Eine am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT entwickelte akustische Sensorlösung ergänzt diese Verfahren um eine weitere Sensorebene.
Akustik als ergänzende Sensortechnologie
Das System nutzt Schallereignisse zur Detektion und Lokalisation unbemannter Luftfahrzeuge. Im Gegensatz zu optischen und radarbasierten Verfahren ist die akustische Erfassung nicht auf direkte Sichtverbindung angewiesen. Dadurch lassen sich Drohnen auch in bebauten oder bewaldeten Umgebungen erfassen. Die akustischen Daten können in einen Sensordatenverbund integriert und mit Informationen aus Radar-, Kamera- oder Lidarsystemen fusioniert werden.
Die entwickelte Technologie ermöglicht eine Rundumabdeckung von 360 Grad. Je nach Umgebungsgeräusch liegen die Detektions- und Lokalisierungsreichweiten zwischen 50 und 200 Metern. Die zeitliche Auflösung beträgt eine Sekunde.
Forschung aus Verbundprojekten
Die Arbeiten zur akustischen Drohnenerkennung begannen am Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie des Fraunhofer IDMT bereits 2016. Grundlage bildeten die öffentlich geförderten Verbundprojekte AMBOS (BMBF) und ALADDIN (Horizon 2020). An AMBOS waren zwölf Partner unter der Leitung des Fraunhofer FKIE beteiligt, während ALADDIN 18 Partner aus neun europäischen Ländern vereinte. In weiteren institutsinternen Vorhaben wurden Algorithmen und Systemkomponenten kontinuierlich weiterentwickelt.
Heute stehen sowohl einzeln integrierbare Algorithmen zur Detektion und Lokalisation von UAS als auch eine vollständig integrierbare Systemlösung zur Verfügung.
Geringer Energiebedarf und autonome Nutzung
Ein Vorteil der akustischen Lösung liegt im vergleichsweise niedrigen Energiebedarf. Dadurch ist ein autonomer Betrieb mit Akkus möglich. Zusätzlich kann die akustische Erkennung genutzt werden, um weitere Sensoren gezielt aus einem energiesparenden Ruhezustand zu aktivieren. Glasfasergelenkte oder autonom operierende Drohnen, die für die Funkaufklärung kaum erfassbar sind, lassen sich auf diese Weise dennoch detektieren.
Die Sensorik ist grundsätzlich auch für die Erkennung weiterer akustischer Ereignisse ausgelegt, etwa von Fahrzeugen oder Schussgeräuschen. Aufgrund der geringen Kosten und des niedrigen Wartungsaufwands ist eine flächendeckende Installation möglich.
»Mit unserer akustischen Technologie bieten wir eine preiswerte und wartungsarme Ergänzung zu bestehenden Drohnendetektionssystemen«, erklärt Christian Rollwage, Gruppenleiter „Audiosignalverbesserung“ am Fraunhofer IDMT.
Adressiert werden insbesondere Anbieter und Integratoren von Drohnenerkennungssystemen sowie Unternehmen im Sicherheits- und Verteidigungsumfeld.
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