Drohnen: Latenzfreie Übertragung für Echtzeit-Sicherheit

Kein Zweifel – die heißeste neue technische Ausrüstung des Jahres ist die Drohne, oder wie sie von der FAA (Federal Aviation Asscociation- Bundesluftfahrtbehörde der Vereinigten Staaten) bezeichnet wird: das unbemannte Flugsystem (UAS – Unmanned Aerial Systems). Während die kommerzielle Verwendung von Drohnen noch immer weitgehend verboten ist, gibt es eine Goldgräberstimmung in der Anwendungsentwicklung, die dazu beitragen wird, die schnell anwachsende Verwendung von Drohnen durch Fachleute und Hobbyisten zu beschleunigen.

Dank den Neuentwicklungen in der Elektronik, bei Batterien und drahtlosen Technologien bringen Drohnen jetzt neuen Wert und neue Möglichkeiten für viele Anwendungsmöglichkeiten, sei es Bauern dabei zu helfen, ihre Kühe zu finden, oder zur Verbesserung der Übertragungsabdeckung von Sportereignissen im Freien beizutragen. Aber keine Anwendung hat mehr Potenzial als die Verwendung von auf Drohnen montierten Kameras, um einigen ärgerlichen Sicherheitsherausforderungen unserer Zeit zu begegnen.

Im Gegensatz zu den Hobbyisten verlangen professionelle Sicherheitsanwendungen oft das sofortige Erfassen und Weiterleiten von Video-Streams, was die Fähigkeiten von älteren Drohnen-basierten Systemen bei weitem übertrifft. Dieser Artikel behandelt die Verwendung von Drohnen-basierten Videos für Sicherheitseinsätze, einschließlich Sicherheitskontrollen und Such- und Rettungsaufgaben und beschreibt einige der Schlüsselfaktoren für die erfolgreiche Implementierung, einschließlich der sich rapide verändernden Regulierungslandschaft.

Wichtige Basistechnologien

Es gibt drei Bereiche technologischer Verbesserungen, welche Basistechnologien für die Nutzung von Videos in der Sicherheitsbranche bereitstellen. Zunächst ist dies die Fähigkeit von kleinen Drohnen, hochwertige Kameras tragen zu können. In diesem Bereich sind zwei wichtige Verbesserungen zu verzeichnen – Drohnen erhöhen ihre Ladekapazität durch stärkere, leichtere Batterien, Motoren und Tragegestelle, und zudem sind die hochwertigen Kameras kleiner und leichter geworden. Heute kann die größte der kleinen Multikopter-Drohnen, die mit acht Propellern für maximale Nutzlast konzipiert wurde, hochauflösende Kameras für Video- und Infrarotaufnahmen mit Leichtigkeit tragen.

Der zweite technologische Bereich ist die Verfügbarkeit von leichten, leistungsfähigen Kamera-Aufhängungen (Gimbals) mit Vibrationsisolation, Kamerapositionierung und Steuerung. Heute gibt es viele Modelle, auf die eine große Bandbreite von Kameras montiert werden kann, einschließlich unauffälliger Miniaturmodelle, digitaler Spiegelreflexkameras bis hin zu kleinen Kameras, die in Spielfilmqualität aufzeichnen können. Die Produkte reichen von preiswerten isolierenden Aufhängungen bis zu sensiblen, motorisierten Aufhängungen von Anbietern wie DJI, Storm, Tarot und anderen. Diese sind ein entscheidender Fortschritt, weil sich sonst die Vibrationen der Drohnenpropeller und Umwelteinflüsse negativ auf die Videoqualität auswirken können.

Die dritte wichtige Basistechnologie ist die der drahtlosen Verbindung zur Kamera. Drahtlose Signale werden verwendet, um die Drohne selbst zu lenken und den Piloten in die Lage zu versetzen, die Position der Drohne zu bestimmen und sie wie benötigt zu manövrieren. Dabei würde jede Verzögerung des Signals Probleme bereiten; der Kameramann muss exakt und in Echtzeit sehen können, was die Kamera sieht. Neue Produkte wie Amimon CONNEX, die jetzt erhältlich sind, senden ein latenzfreies Full-HD-Video ohne jegliche Verzögerung. Dieses Niveau der Aufnahmequalität und Kamerasteuerung ist notwendig, um den Security-Operator in die Lage zu versetzen, den beabsichtigten Gegenstand zu erfassen.

Sicherheitsanwendungen und Vorteile

Durch die Kombination der Fähigkeiten dieser Basistechnologien können mit Videokameras ausgerüstete Drohnen so angepasst werden, dass sie den Ansprüchen von spezifischen Sicherheitsaufgaben, einschließlich Sicherheitsinspektionen der Infrastruktur und Such- und Rettungseinsätzen, gerecht werden.

Stellen Sie sich als Beispiel den Fall eines Sicherheitsrisikos bei einer Eisenbahnbrücke oder einer anderen komplexen Infrastruktureinrichtung vor. Früher musste man, um einen genauen Blick auf die Unterseite einer Brücke zu werfen, entweder Gerüste oder eine entsprechende Stützplattform aufbauen, oder gar eine oder mehrere Personen den Bau erklettern lassen. Beide Vorgehensweisen würden eine Inspektion ermöglichen, aber beide würden neue Sicherheits- und Schutzmaßnahmen erfordern. Es wäre sogar denkbar, dass solche Maßnahmen den Zugang zu der Struktur für genau diejenigen Kriminellen ermöglichen würden, die man fernhalten wollte.

Mit einer oder mehreren passend ausgerüsteten Drohnen kann die Inspektion der gleichen Brücke schnell und sicher vorgenommen werden, ohne  Vandalismus oder Schlimmerem Vorschub zu leisten. In diesem Fall würden die Drohnen mit hochauflösenden Kameras ausgestattet, die entweder über eine ausgezeichnete Kameraleistung bei schlechter Beleuchtung verfügen oder mit einer Lichtquelle bestückt sind. Die Größe der ausgewählten Drohnen wäre dazu geeignet, sich in den Zwischenräumen der Struktur mit entsprechendem Fehlerspielraum zu bewegen und die Videoverbindung würde latenzfrei mit hoher Auflösung erfolgen, um es dem Bediener zu ermöglichen, die Drohne in den engen Räumen effizient und sicher zu steuern. Eine latenzfreie Verbindung wäre bei diesem Einsatz entscheidend, da jegliche Videoverzögerungen während der Steuerung einer Drohne durch enge Räume, die Risiken erhöht, sie und die Kamera zu beschädigen, zu zerstören oder zu verlieren.

Als weitere Beispiele betrachten wir zwei aktuelle Fälle: 1.Der Ausbruch aus einem Hochsicherheitsgefängnis in einer bewaldeten ländlichen Gegend; 2. ein einzelner gesuchter Heckenschütze in einer ähnlichen Umgebung. In beiden Fällen waren hunderte Polizisten und Freiwillige unterwegs, um die Gegend, in der die Flüchtigen vermutet wurden, abzusuchen – ein mühsames und teures Unterfangen. Man nimmt heute an, dass sich die Polizisten manchmal in der Nähe der Flüchtigen befanden, ohne sich dessen bewusst gewesen zu sein, und als sie es bemerkten, waren sie nicht fähig ihnen zu folgen, als sie flohen.

Für diesen Einsatz wären eine oder mehrere Drohnen mit Wärmebildkameras nützlich gewesen, um die Polizisten zu unterstützen und dabei zu helfen, die Präsenz und die Bewegungen der Flüchtigen wahrzunehmen. In diesem Fall hätten die Drohnen auch in der Dunkelheit zum Einsatz kommen können, in der sich die Flüchtigen wahrscheinlich mehr bewegten, weil sie sich eher in Sicherheit wähnten. Eine latenzfreie Videoverbindung in Echtzeit wäre unabdingbar, weil die verringerte Fähigkeit des Bedieners, die Position und Bewegung der Drohne visuell wahrzunehmen, den Einsatz erschwert. Der Bediener muss sich auf den übermittelten Video-Stream verlassen können, um sichere Flugbedingungen zu schaffen und Kollisionen mit Bäumen, Leitungen oder ähnlichen Hindernissen zu vermeiden.

Bei all diesen Einsätzen bietet der Gebrauch von Drohnen im Vergleich zu den Alternativen einen zusätzlichen Vorteil durch Geschwindigkeit und operative Flexibilität. Drohnen können in Minuten – nicht Stunden oder Tagen – zum Einsatz gelangen und kritische Situationen in den frühen, wichtigen Phasen unterstützen. Diese Fähigkeit, schnell in Aktion zu treten, hat im Falle von Infrastrukturinspektionen weniger Betriebsstörungen und Kosten zur Folge und ermöglicht schnellere Suchaktionen nach Flüchtigen, was dabei hilft, das abzusuchende Gebiet einzugrenzen.

Herausforderungen

Kürzlich wurden, was die Möglichkeiten kleiner Drohnen betrifft, große Fortschritte erzielt, es gelang auch deren Kosten zu senken, doch es bestehen immer noch bedeutende Hindernissen für deren weit verbreitete Verwendung.

Zunächst müssen alle Flugsysteme den Vorschriften der FAA (Federal Aviation Asscociation – Bundesluftfahrtbehörde der Vereinigten Staaten) genügen. Vor dem Jahr 2012 sahen Bediener Drohnen als Modellflugzeuge und deswegen nicht den rigorosen Testanforderungen von Fluggestellen unterworfen. Auch dachten sie nicht an Zulassungen der Piloten, die für Fluggeräte erforderlich sind. Im Jahr 2012 definierte das Bundesgesetz Modellflugzeuge als Fluggeräte und unterstellte sie der FAA, erlaubte aber u.a. Behörden diese einzusetzen und anderen Personen, hobbymäßig damit zu spielen. Im Moment ist jeder kommerzielle Einsatz ohne spezifische Genehmigung der FAA verboten, aber die Situation wird sich sehr wahrscheinlich bald ändern. Die FAA hat ca. 1.000 Ausnahmen auf einer Fall-zu-Fall-Basis genehmigt und schlägt neue Regularien vor, die geprüft werden und schon innerhalb der nächsten Monate zur Anwendung gelangen könnten.

Sollten die vorgeschlagenen Regulierungen für den kommerziellen Gebrauch zur Anwendung gelangen, werden viele von ihnen denen des hobbymäßigen Gebrauchs ähnlich sein. So müssten die Drohnen zum Beispiel weniger als 55 Pfund wiegen, dürften nur während der Tageslichtstunden im Einsatz sein und müssten weniger als 500 Fuß über dem Boden und in Sichtweite des Bedieners bleiben. Die wichtigste neue Anforderung würde die Bediener selbst betreffen – sie müssten mindestens 17 Jahre alt, von der TSA (Transportation Security Administration) geprüft und von der FAA zertifiziert sein und sich alle 24 Monate einem aeronautischen Wissenstests unterziehen. Während dies wie ein großer Schritt aussehen mag, so sind die heutigen Anforderungen wesentlich strenger, denn sie verlangen, dass alle kommerziellen Bediener eine volle Pilotenlizenz besitzen.

Die öffentliche Meinung ist oft gegen Drohnen gerichtet und es besteht Sorge wegen der Privatsphäre, die wohl so leicht nicht verschwinden wird, auch wenn kommerzielle Anwendungen häufiger werden. Um dieses Problem anzugehen, haben 13 Staaten bereits neue Gesetze, die private Rechte und verwandte Angelegenheiten betreffen, zur erlassen, die nicht den Regulierungen der FAA unterstehen, die sich ja vornehmlich mit Sicherheit befasst. Einige Experten haben auch angemerkt, dass Gesetze bezüglich des unbefugten Betretens oder des Spannens bereits heute einige Verhaltensweisen verbieten, die den Menschen Sorge bereiten. Diese Gesetze werden auch weiterhin in Kraft bleiben.

Ausblick

Wir stehen bezüglich des Verständnisses der Möglichkeiten von Drohnen in der Sicherheitsindustrie immer noch am Anfang, aber es ist klar, dass sie ein wertvolles Instrument sein werden. Lassen Sie uns weiterhin an einer sichereren Welt für uns alle arbeiten.