Das Unternehmen Anderson Engineering aus dem amerikanischen Missouri ist stets offen für neue Technologien. Und so hat man dort auch früh auf unbemannte Luftfahrzeuge gesetzt und vor etwa dreieinhalb Jahren die erste Drohne erworben. Laut Jerrod Hogan, Vice President bei AE, hat diese Hobbydrohne gezeigt, was mit der Technologie machbar war – und wo sie noch den Kinderschuhen entwachsen musste.

„Bei uns ging es immer schon darum, neue Technik so einzusetzen, dass wir unseren Kunden einen besseren Service bieten können. Also haben wir uns auch in diese Richtung vorgewagt“, erklärt er. „Nach heutigen Standards war unser erstes Gerät recht primitiv und bot nur einen geringen Funktionsumfang. Aber wir waren überzeugt, dass wir vermutlich die Kosten wieder hereinholen könnten – und wenn ein paar unserer Hoffnungen erfüllt würden, dann wäre sogar ein Schritt in die Gewinnzone möglich. Wir haben die Drohne für einige Fotogrammetrieprojekte und zur Inspektion von Freilandleitungen und Masten eingesetzt. Sie schlug sich tapfer, zeigte uns aber deutlich die Grenzen der Technologie auf, darunter die kurze Akkustandzeit, Probleme mit der Flugstabilität und Einschränkungen bei Wind.“

Zum Glück verspätet

Einige unvorhergesehenen Verzögerungen führten dazu, dass AE noch weitere Möglichkeiten in Betracht ziehen konnte. Bei umfangreichen Nachforschungen stieß man auf den Topcon Falcon 8, powered by Intel®, ein UAV mit acht Rotoren. Außerdem verfügt es über erstklassige Sensoren, eine aktive Schwingungsdämpfung und kompensierte Kamerahalterungen für eine optimale Leistung – quasi alles, was auf der Wunschliste von AE stand. Mit Chad Willey, dem beim Topcon-Händler Ozark Laser & Shoring in Springfield für UAV verantwortlichen Vertriebsmitarbeiter, wurde ein Vorführtermin vereinbart. Wie Herr Hogan berichtet, hat Chad Willey das UAV vorgeführt. Die dabei gezeigte Performance hat dem gesamten Unternehmen die Augen für die neuen Möglichkeiten geöffnet. Durch die acht Rotoren wird eine bisher ungeahnte Stabilität erreicht. Auch die Akkustandzeit wurde deutlich erhöht und Probleme mit Wind und Böen gehören größtenteils der Vergangenheit an.

„Wenn wir uns bei der Vorführung einer Stromleitung auf etwa 6 Meter genähert hatten und der Wind das Luftfahrzeug plötzlich in Richtung Leitung drückte, korrigierte die Falcon 8 unverzüglich die Fluglage und blieb stabil in der Schwebe. Die extrem stabile Plattform und die hohe Bildqualität haben uns vom Fleck weg überzeugt.“

Die Details

Und so bestellte das Unternehmen das UAV mit zwei verschiedenen Kamerasystemen. Das erste wird für Inspektionsaufgaben eingesetzt und besteht aus einer Panasonic Lumix DMC-TZ71 mit 12 Megapixel Auflösung und 30-fachem optischen Zoom sowie einer Infrarotkamera vom Typ FLIR Tau 2, mit dem die klassischen Aufnahmen bei der Kontrolle von Stromleitungen auch durch Wärmebilder ergänzt werden können. Die Kombination aus Wärme- und RGB-Aufnahme zeigt umfassende Details zum Zustand des Objekts. So kann direkt die erforderliche Maßnahme bestimmt werden.

„Insgesamt können wir dank des UAV eine bessere Leistung abliefern und erhöhen dabei gleichzeitig die Arbeitssicherheit. Bisher musste nämlich ein Mensch auf einer Plattform unter einem Hubschrauber oder auf einer Arbeitsbühne balancieren. Das ist nicht nur aufwändig, sondern oft auch gefährlich. Zeitlich sind wir mit dem UAV etwa fünfmal schneller als auf die alte Art. Und auch die Sicherheit dürfte um ein Vielfaches höher sein.“

Das andere Kamerapaket von AE besteht aus einer digitalen Spiegelreflexkamera mit 36 Megapixel Auflösung vom Typ Sony Alpha 7R. Damit sind extrem hochauflösende Aufnahmen möglich, die sowohl für Inspektions- als auch Fotogrammetrieprojekte geschätzt werden. Laut Herrn Hogan hat ihn von Anfang an der leistungsstarke Zoom beeindruckt.

„Mit dem Kauf des Topcon Falcon 8 haben wir einen großen Schritt nach vorn gemacht. Die alte Drohne war zwar nicht schlecht, aber erst jetzt können wir dem Kunden ganz klar sagen, dass dieser Keilstift gebrochen ist oder jener Bolzen drei Umdrehungen angezogen werden muss. Für uns hat diese Entscheidung ganz neue Möglichkeiten eröffnet.“

„Ich habe die Drohne nach unten gesteuert, um die eigene Achse gedreht, die gewünschten Aufnahmen gemacht und bin wieder hinaus geflogen.“

Beträchtliche Fortschritte

Inspektionen machen noch immer einen großen Anteil der täglichen Arbeit bei AE aus, aber das UAV ist für Herrn Hogan auch in Gelände- und Bestandsaufnahmen zum unverzichtbaren Helfer geworden.

„Kürzlich haben wir mit einem anderen Ingenieurbüro Überschwemmungsgebiete für den Ort Cassville in Missouri modelliert. Damit will der Ort künftige Maßnahmen planen und untersuchen, wie sich das Wasser bei Überflutungen verteilt. Zuerst haben wir Bodenmarkierungen als Passpunkte hergestellt. Anschließend sind wir das Gebiet mit Überlappungen abgeflogen und haben alle Daten in unsere Auswertesoftware Pix 4D eingelesen. Damit konnten wir ein 3D-Modell als Ergänzung zum Orthofoto des Areals erzeugen. Die Ergebnisse waren echt beeindruckend und haben, was noch wichtiger ist, den Kunden rundum zufriedengestellt.“

Wie Jerrod Hogan berichtet, ist die Vorbereitung der UAV-Flüge dank der Flugplanungssoftware AscTec Navigator sehr einfach. Mit der alten Drohne konnte alle zwei Sekunden eine Aufnahme erstellt werden. Dabei mussten die Brennweite eingestellt und das Sichtfeld, die Höhe und vieles mehr berücksichtigt werden. Anschließend wurden mithilfe von Karten Berechnungen angestellt.

„Wir mussten den ganzen Flugplan von Hand ausarbeiten“, sagt er. „Mit der Topcon-Lösung zeichnen wir nur die Projektgrenzen ein, legen die gewünschte Überlappung fest – sowohl in Längsrichtung vorn und hinten als auch zu beiden Seiten –, bestimmen die gewünschte Genauigkeit und geben noch die Flughöhe ein. Dann wird der Flugplan automatisch berechnet. Die Drohne erhält die Befehle, welche Orte anzusteuern sind, welchen Linien sie folgen soll und an welchen Wegpunkten Daten erfasst werden müssen. Das ist unglaublich.“

In die Tiefe

Ein großer Vorteil beim UAV-Einsatz in einem Unternehmen wie Anderson Engineering ist die Sicherheit: Denn eine Drohne kann auch dort genutzt werden, wo es für den Menschen gefährlich wird. Das zeigte sich besonders bei einem Tagesbruch in der Nähe von Springfield. Bei bisherigen Tagesbrüchen oder Sinklöchern haben die Geotechniker und Statiker von AE gemeinsam versucht, die Ursache für den Bruch zu ergründen und eine statische Lösung gegen einen erneuten Bruch zu entwickeln. Dazu war es häufig erforderlich, einen Menschen abzuseilen, der dann Fotos der Wände machen musste. Das ist zwar eine gute Methode, aber eben auch eine gefährliche.

„Doch mit dem Falcon 8 können wir ganz anders an die Sache herangehen“, so Herr Hogan. „Zuerst sorgen wir mit einem Überflug dafür, dass wir das Projekt mit Bodenpasspunkten georeferenzieren und uns einen Überblick verschaffen können. Dann fliegen wir langsam in das Loch und erstellen Schrägaufnahmen. Dabei ist die Plattform extrem stabil. Ich habe die Drohne nach unten gesteuert, um die eigene Achse gedreht, die gewünschten Aufnahmen gemacht und bin wieder hinaus geflogen. Mit Pix4D haben wir dann ein hochgenaues georeferenziertes Modell erstellt. Das Ergebnis war nicht nur viel genauer als früher – es musste sich auch niemand dafür in Gefahr begeben. Und der Kunde hat eine bessere Dienstleistung bekommen.“

Vorausschauendes Denken

Es wäre wohl die Untertreibung des Jahres, zu behaupten, dass das UAV einfach nur ein Teil der Abläufe bei Anderson Engineering geworden ist. Jerrod Hogan sagt, dass es so gefragt war, dass ein zweites UAV her musste. Ein anderer Hersteller kommt nicht in Frage, haben ihm Mitarbeiter aus beiden Niederlassungen mitgeteilt. Denn dann würde man sich doch nur um das Topcon-Gerät streiten.

„Ich kann sicher sagen, dass der erste Falcon 8 sich nach etwa einem Jahr amortisiert hat. Und bei einem ROI von nur einem Jahr kann es einfach keine Diskussionen geben“, erklärt er. „Also haben wir ein zweites UAV vom Typ Falcon 8 gekauft. Beide Luftfahrzeuge sind täglich im Einsatz.“