Der akustische Wächter
Dossier: Autonome Luftfahrtsysteme & Akustische Intelligenz
Forschungsstandort Graz | Statusbericht 2026
Graz hat sich durch die Synergie der Technischen Universität Graz, der JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft und dem Bundes-Innovationslabor AIRlabs Austria zum zentralen europäischen Hub für unbemannte Luftfahrtsysteme (UAS) entwickelt. In einer Zeit, in der die urbane Luftmobilität von einer Vision zur regulatorischen Realität wird, liefert Graz die entscheidenden Antworten auf Sicherheits- und Navigationsfragen.
1. Akustische Perzeption & Deep Listening (JOANNEUM RESEARCH)
Das Institut DIGITAL ist weltweit Vorreiter in der Entwicklung passiver Detektionssysteme. Während aktive Verfahren wie Radar in komplexen urbanen Topographien an ihre Grenzen stoßen, nutzt Graz die akustische Emission der Antriebe als primäre Datenquelle.
Die Akustische Detektion basiert hier auf dem Prinzip des Beamformings. Dabei werden Signale von MEMS-Mikrofonen so verschaltet, dass sie wie ein akustisches Teleskop wirken.
Durch den Einsatz von CNNs erkennt das Grazer System nicht nur die Anwesenheit einer Drohne, sondern klassifiziert deren Triebwerkstyp. Basierend auf dem UrbanSound8K-Modell nutzt Graz die Extraktion von MFCC-Merkmalen. Das neuronale Netzwerk lernt durch Faltungsschichten, Drohnensignaturen von 10 Klassen urbaner Störgeräusche mathematisch zu trennen.
„Unsere Algorithmen lernen, das mechanische Summen von der biologischen Umwelt zu trennen – wir schaffen ein digitales Gehör für die Stadt von morgen.“ – (Sinngemäß nach Forschungsleitfaden JR Digital).→ Forschungsprofile: JOANNEUM RESEARCH DIGITAL
2. Visuelle Odometrie & GPS-Denied Navigation (TU Graz)
Das Institute of Computer Graphics and Vision (ICG) widmet sich der Autonomie in widrigen Umgebungen. Wenn Rettungsdrohnen in brennende Gebäude oder tiefe Höhlensysteme vordringen, bricht die Verbindung zu GPS-Satelliten ab. Hier muss die Maschine „mit eigenen Augen“ denken.
Kern dieser Fähigkeit ist SLAM. Die Drohne errechnet aus der Verschiebung von Bildpunkten (Feature Tracking) ihre Eigenbewegung im Raum. Grazer Forscher nutzen hierfür den ROS 2 Stack, um Sensordaten zu fusionieren.
Die Visuelle Odometrie in Graz erreicht mittlerweile eine Präzision, die autonome Steuerung im Zentimeterbereich erlaubt. Besonders innovativ: Die Forschung an Event-basierten Kameras, die Bewegungen in einer Geschwindigkeit erfassen, die für herkömmliche Kameras unsichtbar bleibt.
3. Sicherheit & Operative Validierung (AIRlabs Austria)
Theorie benötigt Praxis: AIRlabs Austria betreibt in der Steiermark Testgebiete für extrem anspruchsvolle Flugmanöver. Das SORA-Framework ist dabei das regulatorische Rückgrat. Graz ist hierbei ein Vorreiter in der Genehmigung von BVLOS-Missionen.
Im Grazer Luftraum wird die Implementierung des U-Space erprobt. Ziel ist ein vollautomatischer Verkehrsdienst, der Drohnenflüge koordiniert und Ausweichmanöver in Echtzeit an die UAS übermittelt. Dies geschieht in enger Abstimmung mit dem Virtual Vehicle Graz.
Im Fokus der Grazer Forschung steht die Akustische DetektionIdentifikation von Flugobjekten allein durch Schallemissionen. Erprobt in Projekten wie LALELI & U-Space.. Hierbei werden MEMS-ArraysMikrofone, die im Verbund wie eine akustische Linse wirken (Beamforming). genutzt, um Drohnen im urbanen Rauschen zu isolieren.
Für die autonome Navigation ohne Satellitensignal (GPS-denied) entwickelt die TU Graz Verfahren der Visuellen OdometriePositionsbestimmung basierend auf der Echtzeit-Auswertung von Kamerabildern im ROS 2 Stack.. Dies ermöglicht Einsätze in Tunneln oder dichten Wäldern mittels SLAM-AlgorithmenSimultaneous Localization and Mapping: Zeitgleiche Kartierung und Selbstlokalisierung..
[ + ] SYSTEM-CORE-DATA & BELEGE
* Institutsprofil: TU Graz – ICG (ILIDS4SAM)
* Validierung: AIRlabs Austria / Virtual Vehicle Graz