Projektdetails

FlexDroneRouting - Kleine Helfer bei ihrem Einsatz unterstützen

Im Katastrophenmanagement werden vermehrt Drohen eingesetzt, bspw. suchen Drohnen vermisste Personen oder liefern im Rettungsdienst Defibrillatoren aus. Aufgrund ihrer begrenzten Reichweite kooperieren Drohnen oft mit anderen Fahrzeugen. FlexDroneRouting erarbeitet geeignete und flexible Planungsmethoden für solche Kooperationen.

Flugdrohnen sind eine moderne und vielversprechende Technologie, welche bereits in den Alltag integriert wird. Drohnen haben bereits Einzug in die Kinderzimmer vieler Haushalte sowie in die Fuhrparks von Logistikunternehmen und Katastrophendiensten erhalten.

Ein wesentliches Hindernis für den Drohneneinsatz besteht in der geringen Batteriekapazität kommerziell attraktiver Multicopter-Modelle. Die kontinuierliche Flugzeit der gängigen Modelle liegt zwischen 15 und 90 Minuten – abhängig von der Größe und der Beladung der Drohne. Derzeit verfügbare Technologien zum ultraschnellen Laden erlauben es, den Akku einer Drohne innerhalb von etwa fünf Minuten wieder vollständig aufzuladen. Noch beeindruckender sind sogenannte "heiße" Akkuwechseltechniken. Der Akku kann innerhalb weniger Sekunden vollautomatisch gewechselt werden, wobei die Drohne während des gesamten Vorgangs nicht ausgeschaltet werden muss.

In diesem Artikel untersuchen wir die Ablaufplanung von Drohneneinsätzen, bei welchen die Drohne regelmäßig ihre Energie auffüllen muss, entweder durch Batteriewechsel oder durch Aufladen der Batterie auf volle Kapazität. Zu diesem Zweck wird die Drohne durch eine mobile Ladestation unterstützt. FlexDroneRouting erarbeitet moderne und problemspezifische Verfahren aus der Optimierung und KI für diese Problemstellung. Ziel dabei ist es, ein möglichst flexibles Verfahren zu entwickeln, welches für viele kommerzielle und gemeinnützige Anwendungen adaptiert werden kann. Die erarbeiteten Lösungsansätze werden in einer Fallstudie zur Vermisstensuche in den Alpen getestet.

Die Abkürzung FlexDroneRouting steht für Flexible Lösungsansätze für Planung der Drohneneinsätze (Flexible Solution Framework for Drone Routing). Das Projekt wird von Catherine Lorenz und Prof. Dr. Alena Otto an der Universität Passau durchgeführt. Es ist ein Kooperationsprojekt mit Prof. Daniele Vigo und Prof. Nicola Mimmo, beide von der Universität Bologna (Italien).