KAmuK: Konzeption und Aufbau eines multispektralen Kamerasystems

Abstract

Die Master360-Initiative, unterstützt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, befasst sich mit der Integration unbemannter Luftfahrzeuge (UAVs) und Urban Air Mobility (UAM) in das Lufttransportsystem durch die Entwicklung fortschrittlicher multispektraler Sensorsysteme. In diesem Zusammenhang verfolgte das von der Kappa optronics GmbH geleitete Projekt KAmuK das Ziel, einen multispektralen Kamera-Demonstrator für autonome Kollisionsvermeidung zu entwerfen, zu bauen und zu validieren. Das System kombiniert visuelle, nahinfrarote und thermische Bildkanäle und ermöglicht so einen zuverlässigen Betrieb bei Tag und Nacht. Zu den wichtigsten technischen Errungenschaften zählen die erfolgreiche Miniaturisierung der Kameramodule, der Einsatz von Automobilkomponenten für verbesserte Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz sowie die Implementierung fortschrittlicher Kalibrierungs- und Bildverarbeitungstechniken. Der innovative Einsatz von Kippplatten ermöglichte eine präzise Ausrichtung der optischen Kanäle und verbesserte die Bildüberlagerung und Systemintegration erheblich. Die Einführung eines geshutterten LWIR-Moduls führte zu einer vier- bis zehnfachen Verbesserung der thermischen Bildkalibrierung und setzte neue Maßstäbe für Homogenität und Stabilität. Umfangreiche Flugtests belegten eine hohe Bildqualität, Widerstandsfähigkeit gegenüber schwierigen Bedingungen und eine hohe Betriebssicherheit. Die Tests zeigten jedoch auch Optimierungspotenzial, etwa bei der Umweltdichtung, hydrophoben Beschichtungen für optische Oberflächen und algorithmischen Verbesserungen für HDR-CMOS-Sensoren. Die Projektergebnisse bringen nicht nur die Luftfahrt-Kamerasysteme voran, sondern schaffen auch eine Grundlage für zukünftige Produktentwicklungen und die strategische Positionierung im Bereich Advanced Air Mobility.