Sicheres Schadstoffmonitoring per UAV in Gefahrenszenarien für Einsatzkräfte (SiSchaMo)

Abstract

Das Forschungsprojekt SiSchaMo (Sicheres Schadstoffmonitoring per UAV in Gefahrenszenarien für Einsatzkräfte) zielte auf die Entwicklung eines mobilen, drohnengestützten Messsystems zur Detektion und Visualisierung von Schadgaswolken bei Bränden oder Störfällen. Im Fokus stand die Unterstützung von Einsatzkräften durch die Bereitstellung präziser Echtzeitdaten über luftgetragene Gefahrstoffe - mit dem Ziel, Einsätze sicherer und effizienter zu gestalten. Das System kombiniert verschiedene Sensoren (Gamma-Sensor, NDIR-Sensor, Feinstaubsensor) integriert in eine UAV-taugliche Trägerplattform. Durch intelligente Datenverarbeitung, Visualisierung in einem benutzerorientierten Dashboard sowie durch ausgiebige Kalibrierungen und Flugtests konnte die Funktionstauglichkeit des Systems demonstriert werden. Das Projekt wurde im Rahmen der Nationalen Sicherheitsforschung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und gemeinsam mit dem Projektpartner PicoLAS GmbH, des CBRN-Zuges der Freiweilligen Feuerwehr Aachen als assoziierten Projektpartner sowie der Hochschule Düsseldorf (HSD) durchgeführt. Die HSD übernahm zentrale Aufgaben bei der Konzeption, Entwicklung und Evaluierung eines drohnengestützten Messsystems zur Detektion von Schadstoffen in Gefahrenlagen mit Fokus auf partikuläre Luftschadstoffe. Zu Beginn definierte sie gemeinsam mit dem Projektpartner die technischen Anforderungen und entwickelte ein umfassendes Pflichtenheft. Im Bereich der Sensorik war die HSD maßgeblich an der Auswahl, Kalibrierung und Integration von Sensoren beteiligt. Dabei wurden geeignete Sensoren identifiziert, mit Referenzmesssystemen verglichen und auf UAVs montiert getestet - sowohl unter Laborbedingungen als auch im Flug. Zudem entwickelte die HSD eine flexible Trägerplattform zur Aufnahme der Sensorik an Drohnen sowie ein intelligentes Datenübertragungs- und Visualisierungskonzept, inklusive eines nutzerfreundlichen Dashboards für Einsatzkräfte. Ergänzend konzipierte und testete sie Probeneinlasssysteme, untersuchte das Strömungsverhalten am UAV und evaluierte das Gesamtsystem in praktischen Anwendungsszenarien. Die Arbeit der HSD umfasste somit alle zentralen Schritte von der Sensor- und Plattformentwicklung bis hin zur praktischen Erprobung und Datenaufbereitung.