Verkehr

Der Luftraum füllt sich: Drohnen sollen Paketboten unterstützen, Lufttaxis die Straßen entlasten. Damit es nicht zu Kollisionen kommt, braucht es geeignete Systeme zur Luftraumüberwachung. Ein wird im »MIMO-Air Projekt« entwickelt, an dem sich auch das Fraunhofer FHR beteiligt.

Auf den Straßen herrscht stets ein reges Verkehrstreiben – hierauf sind Städte und Gemeinden eingestellt. Künftig dürfte sich jedoch ein Teil des Verkehrsgeschehens in den Luftraum verlagern: Drohnen liefern Pakete aus, Lufttaxis befördern menschliche Fahrgäste. Während am Boden feste Straßenverläufe, Vorfahrtsregelungen und Ampeln Zusammenstöße vermeiden, ist dies in der Luft schwieriger zu realisieren.  

MIMO-Radar trackt und identifiziert Drohnen und Co.

Wie eine Luftüberwachung aussehen kann, untersucht ein Forscherteam aus zahlreichen Partnern – unter anderem das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR, die HENSOLDT Sensors GmbH und das Fraunhofer FHR – im »MIMO-Air Projekt«. Das Ziel liegt in der Entwicklung eines MIMO-Radars für fliegende Plattformen, mit dem sich Hindernisse umfliegen und Kollisionen vermeiden lassen. Zur Evaluation wird das System vorerst unter einen Hubschrauber montiert. Die Daten, die das Radar-Gerät erfasst, werden via 4G-Datenlink zur Bodenstation gesendet – dort kann der Plattformbetreiber nicht nur die Flugbahnen per Radar im Blick behalten, sondern auch die verschiedenen Drohnenarten unterscheiden. Hierfür werden die Daten intuitiv in Form einer Virtual Reality Anwendung aufbereitet.

Tracking, kognitive Datenverarbeitung und Klassifikation

Die Forschenden des Fraunhofer FHR aus der Abteilung Kognitives Radar kümmern sich dabei um drei Dinge: Zunächst einmal um das Tracking, sie nutzen also die Radardaten, um die Flugbahnen der Drohnen zu bestimmen. Der Schwerpunkt liegt im zweiten Bereich, der kognitiven Datenverarbeitung. Über diese sollen die Parameter des MIMO-Radars während des Flugs optimal angepasst und die Fehlerquote beim Tracken der Flugobjekte möglichst weit gesenkt werden – mittels einer dafür entwickelten Software. Der dritte Part des Fraunhofer FHR liegt in der Klassifikation: Über Mikro-Doppler analysiert das Team, um welche Art von Drohne es sich handelt.  
Die Teilsysteme, die die unterschiedlichen Projektpartner entwickeln – die HENSOLDT Sensors GmbH erstellt das Radarsystem, die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH betreut das Projekt mit ihrer Expertise, das DLR-SE ist für die Entwicklung der Bodenstation verantwortlich, das DLR-FL kümmert sich um den 4G-DATALINK, die Flugrouten von Drohnen und die Flughafenlogistik, Humatects bereitet die Virtual-Reality-Anwendung vor – werden zunächst per Simulation zusammengeführt.  

Anschließend wird das Gesamtsystem zusammen mit dem Institut für Flugführung des DLRs anwendungsnah erprobt. Zunächst sind im Oktober 2023 Bodentests auf dem nationalen Erprobungszentrum für unbemannte Luftfahrtsysteme in Cochstedt geplant. Im April 2024 wird das System in einem finalen Schritt ebenfalls in Cochstedt in Flugversuchen erprobt. Dazu wird der Hubschrauber Typ Bo 105 des DLRs eingesetzt.