Diplomarbeiten aus dem
Entwicklung einer autonom und manuell steuerbaren Rehkitzrettungsdrohne mit Wärmebildkamera
Klasse: 5AHET
Die Rehkitzrettungsdrohne soll Bauern und Bäuerinnen bei ihren Erntearbeiten unterstützen, denn immer wieder kommt es auf den Feldern zu ungewollten Unfällen mit Rehkitzen. Die jungen Rehe besitzen noch keinen eigenen Fluchtinstinkt und bleiben demzufolge an Ort und Stelle liegen, auch wenn ein Mähdrescher direkt auf sie zufährt. Mit Hilfe der Rehkitzrettungsdrohne sollen solche Ereignisse in Zukunft verhindert werden. Bevor mit der Ernte begonnen wird, fliegt die Drohne das betroffene Gebiet ab und überprüft, ob sich irgendwo in dem Feld ein Rehkitz aufhält. Die Suche der Tiere erfolgt dabei über eine Wärmebildkamera. Da der Erntevorgang bereits in der Früh stattfindet, ist der Boden zu Beginn der Arbeiten noch sehr kalt. Dadurch gibt es eine relativ hohe Temperaturdifferenz zwischen dem Körper des Rehs und seinem Umfeld. Wird ein Tier entdeckt, bringt die zuständige Person dieses in Sicherheit, bevor sie ihren Pflichten nachgeht. Nach Beendigung der Feldarbeiten muss das Jungtier wieder an seinen ursprünglichen Ort zurückgebracht werden, damit es von seiner Mutter wiedergefunden werden kann.
Die Rehkitzrettungsdrohne verfügt über eine manuelle und eine autonome Steuerung. Bei der manuellen Variante wird das unbemannte Flugobjekt über eine Fernbedienung manövriert. Das autonome Fliegen hingegen erfolgt über die Eingabe von GPS-Koordinaten auf einer App, welche das abzufliegende Gebiet kennzeichnen. Der auf der Drohne montierte Raspberry Pi berechnet im Anschluss die günstigste Flugroute. An Bord befinden sich zusätzlich eine Wärmebildkamera sowie eine Raspberry Pi-Kamera. Die Bildaufzeichnungen werden durch einen Router übertragen und anschließend auf der App angezeigt. Es besteht die Möglichkeit, nach Belieben zwischen den beiden Kamerabildern hin und her zu schalten.
Des Weiteren ist die Rehkitzrettungsdrohne mit einem Anti-Crash-System ausgestattet, was Kollisionen mit Hindernissen vorbeugt. Zur Realisierung des Anti-Crash-Systems wurde ein LiDAR Sensor an der Drohne angebracht. Sobald dieser eine Behinderung, wie zum Beispiel eine Mauer, detektiert, weicht das Luftfahrzeug selbständig aus, bevor es zu einem Zusammenstoß kommt. Eine weitere Funktion ist die Bilderkennung der Wärmebildkamera. Mit dieser werden höhere Temperaturen automatisch erfasst, wodurch der Suchvorgang noch komfortabler gestaltet wird. Signalisiert die Bilderkennung ein warmes Objekt, kommt es ebenfalls zum Stillstand der Drohne.