Die Welt aus der Vogelperspektive - Quadrocopter-Experimente

Hallo Kinder,

neulich fand an der Kinder-Uni eine Veranstaltung statt, bei der ein Quadrocopter zum Einsatz kommen sollten. So heißen die Drohnen, mit denen man tolle Aufnahmen aus der Luft machen kann. Natürlich musste ich dorthin, denn so eine Drohne wollte ich schon immer mal erleben! Ganz aufgeregt war ich dann auch, als wir gleich zu Beginn aufs Feld vor der Uni raus sind, um Bilder mit dem Flugobjekt zu machen. Und das Beste daran war, dass wir selbst auf den Aufnahmen zu sehen sein sollten.

Dafür mussten wir uns wie auf einem Schachfeld nebeneinander stellen. Als jeder auf seinem Feld stand, hieß es dann ganz ruhig stehen und nicht mehr bewegen. Denn je konzentrierter wir jetzt stillstanden, desto besser würde man uns nachher auf den Luftaufnahmen erkennen.

Unser Dozent Mario Gilcher, montierte ein Tablett auf der Drohne. Die Drohne steuerte sich hierdurch ganz automatisch selber, echt cool! Der kleine Quadrocopter flog zweimal langsam um uns herum und machte dabei alle 2 ½ Sekunden eine Aufnahme. Gar nicht so einfach war es, sich währenddessen nicht zu bewegen. Anschließend machte die Drohne auch noch Gruppenfotos von uns.

Nachdem wir mit den Aufnahmen fertig waren, gingen wir in einen Computer-Raum. Wir wollten nämlich auch verstehen, wie die Drohne überhaupt die Aufnahmen macht und erkennt, wo die Personen stehen. Und dazu braucht es in erster Linie Mathematik. Zum Glück kannte ich manches davon schon aus der Schule! Damit die Drohne den Ort ihres Ziels bestimmen und dann genaue Aufnahmen machen kann, wendet man eine mathematische Technik an. Diese wird „Vorwärtsschnitt“ genannt. Hiermit kann man alle Punkte eines Dreiecks bestimmen, selbst wenn man nur eine Seite und zwei Winkel kennt. Wir übten dies an einem Koordinatensystem und es klappte auch schnell ziemlich gut.

Diese Technik ist sehr nützlich, denn mit Hilfe einer Drohne kann man hiermit zum Beispiel Straßen oder andere Dinge vermessen. Die Drohne bestimmt auch Sachen im dreidimensionalen Raum. Das ist noch etwas schwieriger, denn dafür braucht man den „räumlichen Vorwärtsschritt“. Im Raum hat ein Punkt drei Koordinaten und drei Winkel anstatt nur einem. Das wurde jetzt langsam wirklich kompliziert, aber Mario erklärte uns alles geduldig und anschaulich. Auf den Bildern, die die Drohne von uns gemacht hatte, waren wir selbst die Punkte, die gemessen wurden. Mit Hilfe eines GPS-Sensors hatte die Drohne versucht unsere Koordinaten zu bestimmen. 

Während wir in die Theorie vertieft waren, hatte ein Computer die Aufnahmen der Drohne ausgewertet. Dies dauert sehr lange, erst nach ein paar Tagen erhält man richtig detaillierte Aufnahmen. So lange hatten wir leider nicht Zeit, aber trotzdem konnte man schon einiges auf den Bildern erkennen. Mit einem Computerprogramm öffneten wir die Aufnahmen in einem 3D-Format. Dort konnte man raus- und reinzoomen und sogar das ganze Bild dreidimensional drehen und so aus allen Richtung anschauen! Je weniger man sich vorher bewegt hatte, desto schärfer war man nun zu erkennen. Die Drohne hatte auch den Auftrag, die Größe der Kinder zu bestimmen. Dies hatte bei manchen erstaunlich gut geklappt, bei anderen lag sie aber auch mal daneben. Die Technik macht also in Mathe manchmal auch noch Fehler!

Damit ging auch diese Kinder-Uni-Veranstaltung zu Ende. Für mich ist klar, dass ich irgendwann selber mal eine Drohne fliegen will!
Bis dahin, euer Kunibert!
[Benedikt Zopes; Fotos von Katharina Feßler]
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