Mit einem neuen Verfahren lassen sich künftig auch Drohnen entdecken, die nicht auf dem Radarschirm zu sehen sind und nicht direkt beobachtet werden können. Forscher des Fraunhofer Instituts für Digitale Medientechnologie (IDMT) haben diese intelligente akustische Sensorlösung entwickelt, die Drohnen anhand ihres charakteristischen Klangmusters erkennt und lokalisiert.
Drohnen gehören mittlerweile zu den wichtigsten Waffen in Kriegen. Auch in Ländern, die nicht direkt am Krieg beteiligt sind, müssen immer wieder Flughäfen vorübergehend schliessen, weil Drohnen im Anflug sind - manchmal sogar solche mit Sprengstoff an Bord. Wie viele unterwegs sind, ist keineswegs klar, da längst nicht alle entdeckt werden.
Wenn sich ein unbemanntes Luftfahrzeug einem sensiblen Bereich nähert, zählt jede Sekunde. Sicherheitskräfte müssen möglichst früh erkennen, ob eine Drohne im Anflug ist. Klassische Detektionsverfahren liefern dafür wichtige Informationen, sind aber nicht in jeder Umgebung gleichermassen zuverlässig: Sichtverbindungen können fehlen, Funkverbindungen gestört sein.
Akustische Sensorik eröffnet hier einen zusätzlichen Zugang. Als Ergänzung und in Verbindung mit Radar, Kamera und LiDAR kann sie bestehende Sicherheitssysteme robuster machen und Hinweise liefern, wo optische oder funkbasierte Verfahren an Grenzen stossen.
Denn die Geräusche der Drohnen können nicht unterdrückt werden. Jede erzeugt ein charakteristisches Klangmuster – einen akustischen Fingerabdruck. Maschinelle Lernverfahren erkennen diese Muster auch in komplexen, lauten Umgebungen. Aus den Signalen mehrerer Mikrofone lässt sich zudem ableiten, aus welcher Richtung sich das Flugobjekt nähert. Auf diese Weise können Drohnen nicht nur detektiert, sondern auch lokalisiert werden.
"Mit unserer akustischen Technologie bieten wir eine preiswerte und wartungsarme Ergänzung zu bestehenden Drohnendetektionssystemen", so Christian Rollwage, Gruppenleiter Audiosignalverbesserung am IDMT. "Gerade in bebauten oder bewaldeten Gebieten kann die Akustik einen entscheidenden Mehrwert liefern, weil sie Drohnen auch dann erfassen kann, wenn sie für andere Sensoren noch nicht sichtbar sind."
Die Technologie kann flächendeckend eingesetzt und autark betrieben werden. Sie eignet sich zudem als "Wake-up"-Signal, das zusätzliche Sensorik erst dann aktiviert, wenn ein akustischer Hinweis auf eine Drohne vorliegt. Perspektivisch lässt sich das Verfahren auch anwenden, um Schüsse zu orten oder Fahrzeuge auf Abwegen. Die Entwickler demonstrieren die neue Technologie während der Drone Days vom 26. bis 28. August auf dem Flugplatz Oldenburg-Hatten in Niedersachsen.
