Drohnenbasierte Windmessung

OPTOLUTION hat das Windmesssystem OPTOkopter für den kommerziellen Einsatz entwickelt: Die Drohnen sind weltweit zum Kauf und für Servicemessungen verfügbar.

Unser OPTOkopter ist das leistungsfähigste, kommerziell erhältliche drohnenbasierte Windmesssystem: 

• Verschiedene verfügbare 3D-Ultraschallsensoren wurden für einen sehr großen Bereich von Nick- und Gierwinkeln in einem Windkanal ausgiebig getestet. Die Sensoren wurden mit unseren LDV-Messungen verglichen und Abschattungseffekte bei hohen Anstellwinkeln werden korrigiert.
• Der Einfluss der Drohne selbst auf die Messungen wurde in vielen Messflügen und im freien Flug im Windkanal charakterisiert. Alle Einflüsse werden berücksichtigt.
• Unser Windmesssystem kompensiert den Einfluss jeglicher Translation und Rotation der Drohne mithilfe von hochaufgelösten IMU-Daten.
• Die Genauigkeit unserer Windmessungen wurde sowohl für den Schwebeflug als auch für den Translationsflug mit dem bistatischen Lidar der PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) bestätigt. Dieses einzigartige Lidar hat eine Messvolumengröße die vergleichbar zu dem des verwendeten Ultraschallsensor ist.
• Wir arbeiten in mehreren Forschungsprojekten an der kontinuierlichen Verringerung unserer Messunsicherheiten.
• Unsere Forschungen zu drohnengestützten Windmessungen wurden in einem viel zitierten Forschungsartikel in AMT veröffentlicht.

Der OPTOkopter wurde zur fliegenden Vermessung von dreidimensionalen Windgeschwindigkeiten entwickelt. Die Drohne trägt ein hochpräzises 3D-Ultraschall Anemometer. Mit dem RTK-GPS ist eine automatische und zentimetergenaue, automatische Flugführung möglich. 

Unser Messsystem wurde von unseren Experten von Grund auf für diesen Einsatzzweck konzipiert und entwickelt.

• Kalibrierte, hochpräzise Ultraschall-Sensorik
  • Echte dreidimensionale Windgeschwindigkeitsmessung
  • Unsicherheiten: Windgeschwindigkeit ± 1 % ,
  • Windrichtung ± 0,5 ° und
  • Messrate: 20 Hz.
• Optimierte Flugplattform
  • Unübertroffene Flugzeit von ca. 45 min inklusive Sensorik. Nahezu pausenloser Einsatz möglich
  • Gesamtgewicht: 5 kg, Größe: 0,96 m ∙ 0,96 m ∙ 1,46 m
  • Windgeschwindigkeiten bis 12 m/s (ca. 5 Bft) messbar
  • Keine Beeinflussung der Windmessung durch den Multikopter: Genaue Echtzeitkompensation aller Bewegungen des Multikopters auf einem onboard Computer für Geschwindigkeit, Verkippung und induzierte Luftströmungen
  • Zentimetergenaue 3D-Positionierung mit Real Time Kinematic (RTK) GPS und
  • Möglichkeit für vollautomatische Messflüge mit vordefinierten 3D-Messgittern.

Eine präzise Messung von Luftströmungen ist unabdingbar um Strömungsprozesse zu verstehen, zu prognostizieren und zu simulieren. Luftströmungen spielen eine wichtige Rolle

• bei der Analyse und Optimierung des Stadtklimas und der Umströmung von Gebäuden
• für die Windpotentialanalyse und die Optimierung von Windfarmen
• für Untersuchungen zur Baustatik und der Berücksichtigung von Windlasten
• im Bereich der Mikrometeorologie sowie
• der Analyse der Ausbreitung von Gasen und Feststoffen.

Der OPTOkopter wird für Dienstleistungsmessungen verwendet und kann als Komplettpaket erworben werden.

Publikation zum OPTOkopter im AMT Journal

https://amt.copernicus.org/articles/14/1303/2021/