Großes Kaskadenbauwerk in Düsseldorf mit Hightech-Drohne beflogen

Aufgrund der Abstürze im Kanal waren Befahrungen oder Begehungen mit einer Kamera nicht möglich bzw. zu gefährlich. Daher hat der Stadtentwässerungsbetrieb Düsseldorf (SEBD) die Firma Cansol Deutschland GmbH mit der Drohnenbefliegung beauftragt, die hier auch weniger Personal und Zeit kostete als bei der herkömmlichen Inspektion. Gleichzeitig erfolgt eine äußerst schnelle Vermessung der Haltung. Für dieses große Sonderbauwerk konnte in nur sechs Minuten die komplette Geometrie dargestellt werden.

Eingesetzt wurde das neueste Modell von Flyability „Elios 3“. Die Nachrüstung auf der Drohne von einer 360°-Kamera ermöglicht 360°-Aufnahmen in 8K-Auflösung und verfügt über einen LiDAR-Scanner, der 1,24 Millionen Punkte pro Sekunde erfasst. Laut Cansol wird dabei eine relative Genauigkeit von etwa 0,066 % bezogen auf die Haltungslänge erreicht.

16.000 Lumen bieten eine gute Ausleuchtung im Kanal; zur genaueren Schadenserkennung ist die Belichtung genau einstellbar. Der Akku hält während des Flugs durchschnittlich 14 bis 16 Minuten. Man habe aber zur Sicherheit immer mehrere aufgeladene Akkus dabei, sagt Ronny Boese, Geschäftsführer von Cansol Deutschland.

Für die Baustelleneinrichtung benötigt man nur wenig Platz. „Vor der Befliegung muss eine Thermikmessung durchgeführt werden, damit der Pilot den Schornsteineffekt im Schacht richtig einschätzen kann und weiß, ob er von unten starten oder von oben einfliegen muss. Ansonsten benötigen wir nur Informationen zur Länge, Dimension und zum Füllstand des Kanals“, erklärt Ronny Boese.

Während des Flugs werden hoch detaillierte 3D-Modelle (digitale Zwillinge) erstellt, die künftig als exakte Planungsgrundlage dienen. Am Computer wird aus den Messdaten eine eingefärbte Punktewolke mit RGB-Informationen generiert, die die genaue Kanalgeometrie abbildet. Die Punktewolke bildet die Basis für dreidimensionale Mesh-Modelle. Diese zeigen präzise die digitale Oberfläche, die polygonal die reale Geometrie der erfassten Infrastruktur detailliert abbildet. Auch zeitliche Veränderungen wie das Senken oder die Veränderung der Statik durch Druck von oben in den Kanälen sind auswertbar. Die Datensätze liegen in gängigen Formaten vor und lassen sich nahtlos in GIS-, CAD- oder BIM-Systeme integrieren.

Die Aufnahmen werden im Nachgang ausgewertet. Dabei geht es nicht nur um die verwertbare Schadenserkennung für die SüwVO, wie Peter Albrecht vom SEBD betont: „Es gibt keine bautechnischen Pläne des Bauwerks. Daher wollen wir mit Hilfe des 3D-Scans nachträglich auch Baupläne und Schnitte mit millimetergenauen Maßen generieren zu können. Das ist jedenfalls das Ziel.“

Erfahrungen mit Drohnen hat der Stadtentwässerungsbetrieb Düsseldorf durchaus schon gemacht. Mit vergangenen Befliegungen sei man nicht immer ganz zufrieden gewesen, weil die Übertragung der Daten ins System nicht reibungslos geklappt habe. Bei autonom fliegenden Drohnen sei die Schadenserkennung nicht zufriedenstellend gewesen. Mit der Elios 3 erhoffe man sich bessere Ergebnisse; die Technik soll dann in Zukunft flächendeckend eingesetzt werden.

In den letzten Jahren hat sich einiges getan in Sachen Drohnenbefliegung von Kanälen. Heute ist man zum Beispiel nicht mehr auf IMU-Einmessung angewiesen. Man kann auch heute millimetergenau vermessen und kann dabei auf moderne Technik wie LiDAR zurückgreifen. Zudem ist die Funkverbindung mit 2,7 GHz heute äußerst stabil.

Doch bei all den Vorteilen und Entwicklungsschritten, die die Drohnentechnik heute schon bietet, sieht Peter Albrecht aber auch Verbesserungspotenziale: etwa mögliche Einsätze auch in kleineren Kanälen (unter DN 1000), längere Flugzeiten, das Herausfliegen der Drohne aus einem anderen Schacht als dem Startschacht. Noch Luft nach oben, aber viel Potenzial sehen Peter Albrecht und Ronny Boese auch bei autonomen Drohnen.

Laut Ronny Boese wird die Software in Zusammenarbeit mit dem Hersteller Flyability weiter optimiert. Auf weitere Erfahrungen bei der Drohneninspektion ist man auf beiden Seiten gespannt.

Im Video sehen Sie ein paar Impressionen von der Drohnenbefliegung: