Betrachtet man die Berichte in den Medien der letzten Jahre, kommen Drohnen schlecht weg. Immer wieder wird von Zwischenfällen berichtet, bei denen Drohnen anderen, bemannten Luftfahrzeugen zu nahe gekommen sein sollen. Das ist aber nur die eine, wenn auch unerfreuliche Seite der Medaille. Was wir selten bemerken ist, wie häufig Luftbilder, die sich sehen lassen können, oder auch ganze Filmsequenzen von Drohnen mit Kamera fotografiert oder gefilmt werden. Drohne mit Kamera statt eines ganzen Hubschraubers Musste man früher mit einem Hubschrauber aufsteigen, bestückt mit Kamera und Kameramann, so können heute Drohnen mit Kamera viele dieser Aufgaben und Aufnahmen übernehmen. Das kann in Dokumentarfilmen oder sogar großen Filmproduktionen kostengünstig genutzt werden. Dabei sind diese Aufnahmen meistens besser und actionreicher als die, die aus einem Hubschrauber gefilmt werden müssen.Übersicht
Drohnen mit Kamera machen weitaus weniger Lärm als ein Hubschrauber. Vor allem im Tiefflug erzeugen Hubschrauber zudem sehr viel Wind, der sich unschön auf die Aufnahmen auswirken kann. Des Weiteren können die Piloten einer unbemannten Drohne mit Kamera natürlich ohne jedes Risiko spektakuläre Manöver fliegen und dem Zuschauer werden wirklich atemberaubende Szenen und Einblicke geboten.
Diejenigen, die mit Kameradrohnen verantwortungsvoll umgehen und uns schöne, interessante oder actiongeladene Bilder und Filme präsentieren, hören das Wort „Drohnen“ übrigens gar nicht so gerne. Die Fluggeräte werden korrekterweise als Multikopter bezeichnet. Das bedeutet eigentlich nichts anderes als ein Fluggerät mit mehreren Rotoren. Bei modernen Drohnen, die zum Teil recht schweres Kamera-Equipment tragen müssen, sind es meistens sechs bis acht einzelne Rotoren. Diese Rotoren werden von Elektromotoren angetrieben.
Wie werden Drohnen mit Kamera gesteuert?
Gesteuert werden die Multikopter oder Kameradrohnen mit einer Fernsteuerung. Die Fernsteuerung besitzt normalerweise zwei Steuerknüppel. Mit einem der Steuerknüppel wird der Multikopter in einer Ebene gesteuert. Knüppel nach vorne bedeutet vorwärts, nach hinten rückwärts und wenn man den Steuerknüppel zur Seite bewegt, gleitet die Kameradrohne zur jeweiligen Seite. Der zweite Steuerknüppel verändert die Höhe und die Geschwindigkeit, mit der der Kopter steigt oder sinkt. Bewegungen nach rechts oder links drehen die Drohne, wobei auch hier der Ausschlag die Geschwindigkeit vorgibt. Die Befehle der Steuerknüppel werden aber nicht direkt an die einzelnen Propeller weitergegeben. Eine direkte Steuerung ist schwierig. Das liegt daran, dass der in der Luft rotierende Propeller immer eine Gegenbewegung der Drohne auslöst. Außerdem wirken gyrale Kräfte, die Bewegungen ablenken. Wer das ausprobieren möchte, hebe das Vorderrad seines Fahrrades an, gebe diesem ordentlich Schwung und bewege dann den Lenker. Schon ergeben sich unkalkulierbare Effekte.
Aber wie bekommt man eine stabil fliegende Kameradrohne?
Damit ein Multikopter stabil fliegt, interpretieren kleine gps-gestützte Computer die Befehle des Piloten und setzen sie so um, dass der Multikopter das tut, was der Pilot wirklich wünscht. Man kann sich das so vorstellen wie ein ESP beim Auto. Entstehen durch Glätte oder Fahrfehler unerwünschte Effekte, werden diese ausgeglichen und das Fahrzeug bewegt sich dorthin, wohin der Fahrer will. Bei einer Drohne mit Kamera werden so auch Windeffekte und andere Störungen ausgeglichen. Die Computer, die dieses leisten, nennt man Flight-Controller. Durch Eingriffe dieser Flight-Controller steht eine Drohne mit Kamera stabil und fast unverrückbar in der Luft, auch wenn der Pilot die Steuerknüppel loslässt. Diese Flight-Controller können aber auch für mehr Sicherheit bei der Verwendung von Drohnen sorgen. Einerseits können bei der Programmierung bestimmte Grenzen für das Flugverhalten vorgegeben werden. So kann man zum Beispiel die maximal erreichbare Höhe einstellen. Ferner kann der Flight-Controller so programmiert werden, dass die Drohne bei Verlust der Verbindung mit der Fernsteuerung automatisch zu ihrem Startort zurückkehrt. Dieses kann auch vom Piloten ausgelöst werden, falls dieser ein Problem bemerkt. Moderne Fligth-Controller schaffen es sogar, einen Multikopter stabil in der Luft zu halten, falls ein Motor ausfällt.
Die Aufhängung der Kamera an der Drohne
Natürlich kann man eine Kamera starr an einer Drohne befestigen. Um aber wirklich ruhige und stabile Aufnahmen zu bekommen, reicht das nicht aus. Darum werden die Kameras bei Multikoptern in sogenannten „Gimbals“ aufgehängt. Das sind Aufhängungen, die mit kleinen Eletromotoren die Flugbewegungen ausgleichen. Dieser Ausgleich findet meistens in zwei Ebenen statt. Einerseits wird ein seitliches Kippen ausgeglichen, andererseits wird ein Vor- und Zurückschwanken. Das Kippen entsteht zum Beispiel im Kurvenflug, das Vor- und Zurückschwanken tritt beim Beschleunigen oder Abbremsen des Luftgefährts auf. Die dritte Ebene, also das Drehen der Drohne wird normalerweise nicht ausgeglichen. Durch die Drehung der Drohne mitsamt der Kamera werden Schwenks realisiert. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Entkopplung von Kamera und Drohne bezüglich Vibrationen und Schwingungen. Eine unflexible Befestigung des Gimbals an der Drohne würde Vibrationen und Schwingungen relativ ungefiltert an die Kamera weitergeben. Kein Elektromotor kann Vibrationen ausgleichen. Hier hilft nur eine Befestigung in Gummilagern. Zumeist sind dies Hülsen aus einem elastischen Material, zum Beispiel Gummi oder Silikon. Diese Hülsen stecken in Bohrungen, die für die Kamera bzw. Gimbalbefestigung vorgesehen sind. In diesen Hülsen wiederum stecken die eigentlichen Befestigungen. Kamera oder Gimbal werden nun in den elastischen Hülsen verschraubt. Je nach Motor, Propeller oder Gewicht von Gimbal und Kamera, werden Hülsen unterschiedlicher Härte verwendet. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Bilder frei von Vibrationen sind.
Professionelle Kameradrohnen und ihre Piloten
Professionelle Kameradrohnen werden oft von zwei Menschen gesteuert. Der eine ist der Pilot, der die Drohne steuert. Der zweite ist ein Kameraoperator, der die Kamera in allen Ebenen schwenken kann und zusätzlich das Objektiv bedient, also zum Beispiel Zoom und Schärfe reguliert und andere Einstellungen an der Kamera vornimmt. So eine Kamera kann samt Objektiv schon mehrere Kilo wiegen. Um diese Kameras samt einem stabilen Gimbal in die Luft zu bekommen, werden meistens Oktokopter verwendet, also Drohnen mit acht Propellern.
Drohnen mit Kameras sind aus dem heutigen Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie liefern uns nicht nur Luftbilder, die sich sehen lassen können, interessante und actionreiche Filmszenen, sondern helfen auch in anderen Bereichen. Mit Multikoptern kann man zum Beispiel Aufklärung über Katastrophengebieten durchführen. Dieses wurde in jüngster Vergangenheit immer wieder bei großen Bränden angewendet, wenn unklar war, ob sich noch brennbare oder explosive Stoffe entzünden konnten. Denken wir nur an die Explosionskatastrophe von Tianjin. Es begann mit einem brennenden Lagerhaus und am Ende waren viele Quadratkilometer verwüstet. Noch drei Tage nach dem Beginn des Brandes, kam es immer wieder zu Explosionen. Aber auch nach Starkwindereignissen können Drohnen mit Kamera zur Begutachtung von Schäden eingesetzt werden. Ein Anwendungsbeispiel ist die Forstwirtschaft. Schäden an Wäldern und Bäumen können festgehalten werden, auch ohne dass sich Menschen in Gefahr begeben. Bei der Begutachtung von Sturmschäden an hohen Dächern werden auch immer häufiger Drohnen eingesetzt. Hier gilt es zum Beispiel festzustellen, von welchen Dächern Gefahren für die Bergungsmannschaften ausgehen.
Drohnen helfen Leben retten
Desweiteren werden Drohnen mit Infrarot-Kameras immer häufiger dazu eingesetzt, Rehkitze in Kornfeldern zu finden, bevor der Mähdrescher eingesetzt wird. Diese Technik hat schon vielen „Bambis“ das Leben gerettet. Natürlich können diese Infrarot-Kameradrohnen auch für die Suche nach vermissten Personen in unzugänglichen Gebieten eingesetzt werden. Mit jedem Tag, der vergeht, erobern sich diese Drohnen mit Kameras neue Einsatzgebiete und bieten uns nicht nur sensationelle Einblicke, sondern auch Unterstützung in vielen Bereichen.
Text: Mathias Sallinger
Bitte beachten Sie unsere Hinweise zur richtigen Drohnen Versicherung
Einige Beispiele von Thomas aka http://www.flytosky.de/referenzen.php