Wie autonome Flieger den Markt erobern

Das Team von Digicopter (Nikolaj Georgiew: links, Martin Rinderknecht: rechts) und Til Schweiger beim Dreh mit dem Multikopter

Drohnen

Wie autonome Flieger den Markt erobern

Die Welt aus der Vogelperspektive erkunden – das ermöglichen Drohnen mit integrierter Kamera. Neu im Trend: Der Pilot trägt eine Virtual-Reality-Brille, mit der er den Flug aus Sicht der Drohne steuern kann.

Multikopter aus dem Supermarkt

Den Garten filmen, Kunststücke fliegen, Kleinigkeiten transportieren: Die Drohnen erobern den Markt – und damit den Himmel.

In den vergangenen Jahren sind die Preise so gesunken, dass sich immer mehr Menschen eine Drohne leisten. Inzwischen sind die Flugroboter sogar in größeren Supermärkten erhältlich.

"Selbst für Anfänger ist es sehr einfach, einen Multikopter zu fliegen", sagt Hans-Jürgen Engler aus Rheinland-Pfalz, der seit 55 Jahren Modellflugzeuge fliegt.

Ein Multikopter ist ein Hubschrauber mit mehreren Rotoren. Vor allem die Quadrokopter sind weit verbreitet: Ihre vier Rotoren sind im Quadrat angeordnet.

Ein Multikopter mit fünf Rotoren saust durch die Luft

Ein Multikopter mit fünf Rotoren saust durch die Luft

Während Hubschrauber die Richtung ändern, indem sie die Rotorblätter verstellen, steuern die Multikopter, indem sie die Drehzahl der einzelnen Rotoren anpassen.

Sensible und präzise Sensoren registrieren jede Bewegung des Geräts und geben die Beschleunigungs- und Richtungssignale an einen Rechner weiter. Die Drohne darf nicht das Gleichgewicht verlieren, sonst stürzt sie ab.

Um kleine Abweichungen während des Flugs auszugleichen, schickt der Computer stetig Befehle an die Motoren. Das ermöglicht es dem Multikopter, stabil in der Luft zu schweben. Der Pilot steuert das Gerät über eine Funkfernsteuerung.

Die Welt von oben sehen

Ein Vorteil des Multikopters: Er kann senkrecht in die Höhe starten. "Im Gegensatz zu klassischen Flugmodellen ist keine Start- und Landebahn nötig", sagt Hans-Jürgen Engler. Kaufen, auspacken, starten – so einfach sei das.

Zudem lässt sich an vielen Modellen eine Kamera befestigen oder diese ist bereits integriert. Die Drohne überträgt das Kamerabild in Echtzeit auf einen Bildschirm oder ein Smartphone – oder neuerdings auch auf eine Virtual-Reality-Brille.

Ein Mann trägt eine Virtual-Reality-Brille

Fast wie Fliegen: Virtual-Reality-Brillen zeigen die Drohnenbilder in Echtzeit

Ein Pilot, der diese Brille trägt, kann die Welt aus Sicht der Drohne sehen. Die Drohnen heißen daher auch First-Person-View-Drohnen. Wie ein Adler durch die Luft sausen – dem Gefühl kommt man mit einem solchen System schon recht nah.

Und wer andere an diesen spektakulären Aussichten teilhaben lassen will, zeichnet das Ganze einfach auf: "Der Multikopter ist die perfekte Symbiose aus Fliegen und Filmen", sagt der Hobbyflieger Hans-Jürgen Engler.

Filmen fürs Fernsehen

Auch Profi-Fotografen und Filmer sind längst auf den Geschmack gekommen. "Als wir 2010 erstmals Multikopter zum Filmen einsetzten, waren wir Pioniere auf diesem Gebiet", sagt der Regisseur und Kameramann Nikolaj Georgiew.

Zunächst versuchte es Georgiew mit seinem Team von der TV-Produktionsfirma Digicopter noch mit einem ferngesteuerten Hubschrauber. "Das Gerät war drei Meter groß und hatte einen massiven Rotor. Das war uns zu gefährlich", sagt der Kameramann.

Georgiew baute mit seinem Kollegen Martin Rinderknecht, einem ausgebildeten Feinmechaniker und Hobbymodellflieger, einen ersten Multikopter mit Kamerahalterung.

"Wir entdeckten damals eine Marktlücke und Alternative zu den aufwendigen und teuren Hubschrauberflügen für Filmaufnahmen aus der Luft", sagt Nikolaj Georgiew.

Neben Werbespots filmte das Digicopter-Team mit seiner selbstgebauten Drohne schon damals Musikvideos, etwa für die Rockgruppe Scorpions, die Fernsehsendung Deutschland sucht den Superstar (DSDS) oder die Krimiserie Tatort.

Kameraköpfe verhindern Wackelbilder

"Vor sechs Jahren gab es die Köpfe, um die Kamera am Multikopter zu befestigen, noch nicht zu kaufen", sagt Nikolaj Georgiew. Diese Halterung sei aber wichtig für die Qualität der Aufnahmen: Damit das Bild nicht verwackelt, muss der Kamerakopf kleinste Bewegungen der Drohne ausgleichen.

"Die einfachste Möglichkeit, Verwackelungen zu bekämpfen, ist, ein möglichst schweres Kamerasystem zu bauen", sagt Alexander Schirrer vom Institut für Mechanik und Mechatronik an der Technischen Universität (TU) Wien.

Eine schwere Kamera ist so träge, dass sie von kleineren Erschütterungen kaum beeinflusst wird. Doch für Drohnenflüge gilt: Je geringer das Gewicht, desto besser.

Zwei Jahre lang hat das Team von Alexander Schirrer an der TU Wien zusammen mit der Firma Dynamic Perspective an einer neuartigen Hochleistungsregelung für eine aktive Kamerastabilisierung gearbeitet.

Kamerakopf mit fünf Rotationsachsen

Mit seinen fünf Rotationsachsen gleicht dieser Kamerakopf Erschütterungen aus

Das Ergebnis: eine spezielle Aufhängung aus fünf Rotationsachsen, ein so genanntes Gimbal. Eigentlich würden drei Rotationsachsen ausreichen, um eine Kamera beliebig im Raum zu drehen.

Die Wissenschaftler fügten jedoch noch zwei weitere Achsen hinzu, um rasch Präzisionskorrekturen vornehmen zu können.

"Auch wenn das fliegende Kamerasystem vielleicht zunächst an Actionfilme denken lässt – in erster Linie ist unser System für Sportaufnahmen gedacht", sagen die Entwickler.

Im Gegensatz zum Kinofilm gebe es während einer Sportübertragung keine Zeit dafür, die Bilder lange zu bearbeiten. "Die Kamera muss das Filmmaterial bereits in perfekter und live-tauglicher Qualität liefern", sagt Schirrer.

Auch für präzise wissenschaftliche Messungen ließe sich das neue Kamerasystem verwenden, etwa um Geodaten zu messen.

Selfies für Sportler

Vor allem unter Wassersportlern sind die Kameradrohnen sehr beliebt: Sie können dem Sportler folgen. Wer aber steuert die Drohne? Schließlich kann sich nicht jeder ein Kamerateam leisten.

Eine neue Generation von Multikoptern könnte hier helfen: Mit den Geräten sollen Sportler in der Lage sein, sich selbst zu filmen. Die ersten Drohnen dieser Art sind bereits auf dem Markt erhältlich, etwa der Airdog der Firma Helico Aerospace aus Lettland.

Ein Kitesurfer beim Sprung in der Luft

Wassersportler filmen mit Drohnen ihre Tricks

Der Airdog folgt dem Sportler wie ein Hund und nimmt diesen mit der Actionkamera selbstständig ins Visier. Damit die Drohne beispielsweise einem Surfer folgt, ist sie per Bluetooth mit einem wasserdichten Armband an dessen Handgelenk verbunden.

Bei schnellerer Fortbewegung genügt das Global Positioning System (GPS) allein nicht aus, um den Ort exakt zu bestimmen. Das Armband verfügt daher zusätzlich über Beschleunigungsmesser, Magnetometer und Barometer.

Wenn der Surfer sich schnell fortbewegt, liefern die Sensoren die nötigen Bewegungsdaten, aus denen die Software der Drohne die Flugbahn und den Kamerawinkel berechnen kann.

Auch wenn die Selfiedrohne tatsächlich funktioniert, sieht Nikolaj Georgiew seinen Beruf nicht in Gefahr. "Für hochwertige Aufnahmen mit dem Multikopter braucht es auch ein geschultes Auge", sagt er. Da reiche Technik alleine nicht aus.

Autorin: Inka Reichert

Stand: 16.02.2018, 14:00

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