Die eingesetzte Drohne der Firma Cansol, ausgestattet mit einer Lichtleistung von 16.000 Lumen, ermöglichte eine effiziente und sichere Zustandserfassung selbst in schwer zugänglichen Bereichen des Kanals. Die gewonnenen Bild- und Videodaten dienen als Referenz zur späteren Beurteilung möglicher Veränderungen. So lässt sich nach Abschluss der Bauarbeiten nachvollziehen, ob eventuelle Schäden durch die Baumaßnahme entstanden oder bereits zuvor vorhanden waren. Dank der Drohne konnte die Inspektion präzise, zeitnah und mit hoher Datenqualität durchgeführt werden. Die Mission trug somit wesentlich zur Beweissicherung und Qualitätssicherung während des Bauprojekts bei.

Nach Abschluss der Maßnahme erfolgte eine zweite Inspektion. Ihr besonderer Mehrwert liegt in der Kartierung, wie Ronny Boese, Geschäftsführer der Cansol Deutschland GmbH, beschreibt: „Zwei zuvor erstellte 3D-Modelle – vor und nach den Arbeiten – werden übereinandergelegt. Durch den farblichen Vergleich der Punktwolken lassen sich selbst minimale Veränderungen wie verschobene Segmente zuverlässig identifizieren. Diese Methode bietet eine lückenlose und technisch präzise Dokumentation aller strukturellen Veränderungen im Kanal.“

Herausforderungen bei der Drohnen-Befliegung und Umsetzung

Vor Beginn der Drohnenmission wurde der Großprofilsammler durch den Stadtentwässerungsbetrieb Düsseldorf abgeschiebert, um den Wasserstand deutlich zu senken. Der Zugangsschacht lag auf dem Gelände der angrenzenden Baustelle; dadurch war keine verkehrsrechtliche Anordnung notwendig. „Für die Befliegung entschieden wir uns für die Fließrichtung des Kanals. Diese Vorgehensweise hat den Nachteil, dass der Rückflug gegen die Strömung und den Luftzug erfolgen muss – insbesondere durch die im Kanal entstehende Thermik eine besondere Herausforderung“, erklärt Boese.

Auch die Akkuleistung der Drohne muss unter diesen Bedingungen effizient eingesetzt und permanent überwacht werden, da der Energieverbrauch deutlich höher ist. Ronny Boese: „Aktuell erreichen wir mit der Drohne – abhängig von der Mitnahme technischer Ausrüstung wie Gasmessgerät, Ultraschallsensor etc. – eine maximale Flugzeit von etwa 14 Minuten, was für Befliegungen im Rahmen der Haltungsinspektion vollkommen ausreichend ist. Im normalen Assistmodus beträgt die Fluggeschwindigkeit rund 2 m/s. Im sogenannten Atti-Mode liegt sie bei etwa 5 m/s, während im Sportmodus – ohne unterstützende Assistenzsysteme – Geschwindigkeiten von bis zu 7 m/s möglich sind. Da bei der Inspektion mittels 360°-Videotechnologie die Fluggeschwindigkeit keine entscheidende Rolle spielt, ist es nicht erforderlich, jede Schadstelle während des Fluges durch gezieltes Gieren oder Rollen manuell anzusteuern. Die nachträgliche Auswertung ermöglicht es, potenzielle Schadstellen im Videomaterial gezielt anzuschwenken. Dieser effiziente Ansatz spart nicht nur wertvolle Zeit, sondern reduziert auch den Energieverbrauch, sodass selbst Inspektionslängen von über 500 Metern – unter Berücksichtigung von Thermik innerhalb des Kanalsystems sowie dem zusätzlichen Zeitaufwand für das Ein- und Ausfliegen an dem Schachtbauwerk – problemlos realisiert werden können.“

Ein weiterer kritischer Punkt bei der Befliegung in Fließrichtung ist das Risiko eines Drohnenverlusts. Kommt es zu einem technischen Defekt oder Absturz, kann die Drohne von der Strömung mitgerissen und unauffindbar werden. Diese Mission stellte daher ein technisch anspruchsvolles Unterfangen dar, das sorgfältige Planung und umfassende Erfahrung erforderte.

Die Inspektion des 139,10 Meter langen Kanalabschnitts wurde in nur 5 Minuten und 5 Sekunden abgeschlossen. Basierend auf dem 3D-Modell entsprach dies einer geflogenen Strecke von 290,8 Metern. „Eine vergleichbare manuelle Begehung unter Einhaltung aller Sicherheitsstandards hätte mindestens sechs Fachkräfte für einen ganzen Arbeitstag beansprucht“, so Boese.

Zustandsbewertung nach der Inspektion

Nach der Befliegung wurden die Daten von den Experten der Cansol Deutschland GmbH ausgewertet, kodiert und in das benötigte Format übertragen. Das von der Stadt Düsseldorf eingesetzte Kanalinformationssystem (IKIS) von IBAK erfordert eine spezifische Datenstruktur. Deshalb wurde die Datenaufbereitung eng an die Systemvorgaben angepasst, um eine reibungslose Integration zu gewährleisten.

Für die Zustandsbewertung standen durchgängige 360°-Videoaufnahmen zur Verfügung; unabhängig von der Fluggeschwindigkeit konnte so eine vollständige und lückenlose Dokumentation sichergestellt werden. Während des Fluges ist es derzeit technisch noch nicht möglich, einzelne Schäden gezielt anzusteuern, doch die 360°-Technologie erlaubt eine umfassende Analyse im Nachgang.

Zustandsvermessung

Die Zustandsvermessung basiert auf einem während der Befliegung erstellten 3D-Modell, erzeugt durch einen LiDAR Rev 7-Sensor an Bord der Drohne. Der Sensor liefert bis zu 1,24 Millionen Messpunkte pro Sekunde und arbeitet mit einer Messabweichung von unter 0,1 % auf 100 Metern. Die Auswertung erfolgt direkt über einen leistungsfähigen Prozessor auf der Drohne; dadurch steht dem Piloten jederzeit eine präzise Positionsdarstellung im Cockpit zur Verfügung. Selbst bei einem kurzzeitigen Signalverlust kann die Drohne dank dieser Technik automatisch auf ihre Flugroute zurückkehren.

Inspektionsergebnisse

„Dem Kunden wurden die Inspektionsergebnisse in Form einer I32-Datei sowie eines vollständigen Zielmediums übergeben, ergänzt durch Bildmaterial und das komplette 360°-Video“, sagt Ronny Boese. „Alle während des Fluges erfassten Messpunkte im 3D-Modell wurden über sogenannte Targets exakt georeferenziert und in gängigen Datenformaten zur Weiterverarbeitung exportiert. Jede dokumentierte Schadstelle ist somit eindeutig mit einer präzisen Koordinate versehen.“

Darüber hinaus erhalte der Kunde die Möglichkeit, mithilfe einer kostenlosen Software eine virtuelle Begehung des Kanalabschnitts durchzuführen, so Boese. Das dreidimensionale Video ermögliche eine realitätsnahe Inspektion am Bildschirm – ganz ohne physische Begehung vor Ort.

Fazit: "Schritt hin zu nachhaltigeren, effizienteren und qualitativ besseren Lösungen"

Nach Ansicht von Ronny Boese bietet die drohnengestützte Befliegung von Großprofilkanälen nicht nur erhebliche sicherheitstechnische Vorteile, sondern überzeugt auch durch Präzision und Datenqualität. Durch moderne Sensorik konnten millimetergenaue Ergebnisse und ein detailreiches 3D-Modell erzeugt werden. Die ergänzenden 360°-Aufnahmen ermöglichen eine lückenlose Zustandsanalyse, unabhängig von örtlichen Gegebenheiten. „Besonders hervorzuheben“, so Boese weiter, „ist die hohe Wirtschaftlichkeit: Im Vergleich zur konventionellen Begehung konnten über 70 % der Kosten eingespart werden.“ Diese Kombination aus Sicherheit, Effizienz, Datenvielfalt und Genauigkeit unterstreiche das große Potenzial der Drohnentechnologie in der Kanalinspektion. Die Ergebnisse zeigten klar, dass der Einsatz innovativer Verfahren ein wichtiger Schritt hin zu nachhaltigeren, effizienteren und qualitativ besseren Lösungen sei.