Autonome Drohnen meistern Navigation ohne GPS

Ohne Satellitennavigation, ohne Piloten und in unbekanntem Gelände: Unter diesen Bedingungen hat das Team Hermes der Universität Klagenfurt den Sprind Funke „Fully Autonomous Flight 2.0“ gewonnen. Die Forschungsgruppe Control of Networked Systems setzte sich nach einem 14-monatigen Wettbewerb gegen sechs weitere Finalisten durch.

Sprind hatte den Wettbewerb im Juli 2025 gestartet. Gesucht war ein Flugsystem, das sicher ohne GNSS-Unterstützung und menschliches Eingreifen operiert. 14 Teams aus Forschung und Industrie traten zunächst an, sieben erreichten die zweite Stufe. Diese wurde mit bis zu 350.000 Euro je Team gefördert. Das Gesamtbudget lag bei mehr als fünf Millionen Euro.

Komplexe Missionen unter Zeitdruck

Im Finale mussten die autonomen Drohnen unter anderem eine bestimmte Hausnummer erkennen und neben einem blauen Fahrrad landen. Rauch sollte die Sensorik zusätzlich stören. Bei einer Search-and-Rescue-Mission galt es, eine am Boden liegende Person zu finden und anschließend eine weitere Zielperson zehn Minuten lang zu verfolgen. Gerade bei der Verfolgungsaufgabe überzeugte Hermes. Die Drohne blieb an der Zielperson und wich Bäumen, Gebäuden sowie anderen Hindernissen aus.

Die Klagenfurter Drohne gehörte zu den kleinsten Systemen im Wettbewerb. Sie arbeitete mit einer Inertialmesseinheit, einem rotierenden 360-Grad-LiDAR und zwei nach vorne gerichteten Kameras. Die Entscheidungen werden direkt an Bord getroffen.

Autonomie durch Software: Zwei Drohnen im Teamflug

„Wir haben uns früh entschieden, nicht mehr Sensoren anzuschrauben, sondern die Drohne wirklich intelligenter zu machen. Dass ein so schlankes System mit den großen Plattformen mithalten und in der schwierigsten Aufgabe sogar davonziehen konnte, zeigt, dass Autonomie eine Softwarefrage ist“, erklärt Luca Di Pierno, der die intelligente Autonomie entworfen und die Kern- und Navigationssoftware federführend mitentwickelt hat.

Als einziges Team setzte Hermes zwei Drohnen gleichzeitig ein. Diese kommunizierten miteinander, teilten Aufgaben und Einsatzgebiet auf und wichen einander in der Luft aus.

Vom Forschungsprojekt zur möglichen Ausgründung

Hinter Hermes steht die Forschungsgruppe Control of Networked Systems am Institut für Intelligente Systemtechnologien. Das System ist modular aufgebaut und soll über den Wettbewerb hinaus weiterentwickelt werden. „Dieser Sieg ist das Ergebnis jahrelanger Grundlagenforschung an robuster Zustandsschätzung und Navigation ohne GPS, und er zeigt, dass diese Forschung reif für die reale Welt ist“, betont Forschungsgruppenleiter Stephan Weiss.

Nun arbeitet das Team an einer Finanzierung und strebt möglichst zeitnah eine Ausgründung an. Als mögliche Einsatzfelder nennt die Universität unter anderem die autonome Lieferung von Notfallmedikamenten und Paketen sowie die Suche nach vermissten Personen.

Quelle: Mit Material der Universität Klagenfurt