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Was ist der Flugmodus einer Drohne?

Welche Flugmodi haben DJI-Drohnen?

Neben dem Steuerungsmodus einer Drohne können auch verschiedene Flugmodi unterschieden werden. Sie unterscheiden sich in Umfang und Art, wie die Technik einer Drohne den Flug unterstützt. In diesem Artikel stellen wir verschiedene Flugmodi am Beispiel von DJI-Drohnen vor.

Unterscheidung von Flugmodi

Theoretisch lassen sich fünf Hauptflugmodi unterscheiden, in welchen eine Drohne geflogen werden kann. Achtung: Nicht alle dieser Flugmodi sind in der offenen Kategorie zulässig! Daneben gibt es sogenannte smarte bzw. intelligente Flugmodi, die Abläufe so automatisieren, dass auch mit relativ wenig Erfahrung kinoreife Videoaufnahmen entstehen können

Hauptflugmodi einer Drohne

Je nach Umfang, mit dem die Technik einer Drohne den Flug unterstützt, lassen sich fünf Hauptflugmodi unterscheiden:

Manueller Flugmodus

In diesem Modus wird die Drohne durch die Arbeit der Flightcontrol und der IMU (inertial measurement unit) in der Luft ausbalanciert. Weitere Sensoren, die z.B. die Flughöhe oder das Halten der Position unterstützen, kommen nicht zum Einsatz. Die Drohne ist komplett manuell zu steuern.

Stabilisierter Flugmodus

Hier lassen sich zwei Modi unterscheiden: der Attitude- (kurz auch ATTI) und der GNSS-Modus. Im ATTI-Mode wird die Drohne durch einen barometrischen Luftdrucksensor ausschließlich in ihrer Flughöhe stabilisiert. Im GNSS-Mode wird die Position der Drohne im Raum stabilisiert bzw. das Halten einer Position durch globale Navigationssatellitensysteme unterstützt (z.B. durch GPS (USA), GLONASS (Russland), Galileo (Europa) und/oder Beidou (China). Im Normal-Modus (N-Mode) von DJI kommen zusätzlich weitere Sensoren zum Einsatz, um z.B. durch eine Hinderniserkennung Kollisionen zu vermeiden.

Programmierter Flugmodus

In diesem Modus wird die Drohne manuell gestartet und fliegt dann vorgegebene Wegpunkte bzw. Koordinaten ab. Auch der Flug um ein Objekt und das Filmen mit vordefinierten Kameraeinstellungen zählt zu diesem Modus. Viele der intelligenten Flugmodi von DJI, auf die wir später eingehen werden, gehören zu diesem Flugmodus.

Automatischer Flugmodus

Dieser Flugmodus unterscheidet sich vom vorherigen dadurch, dass auch Start und Landung automatisiert erfolgen. Damit ein vorprogrammierter oder automatisierter Flugmodus in der offenen Kategorie durchgeführt werden können, muss ein Fernpilot anwesend sein, um den Flug in Sichtweite überwachen zu können. Zusätzlich muss der Fernpilot jederzeit manuell in den programmierten Flug eingreifen und die Steuerung übernehmen können, sollte sich z.B. ein Rettungshubschrauber nähern.

Autonomer Flugmodus

Im fünften Flugmodus muss nicht zwingend ein Fernpilot eingreifen können oder überhaupt anwesend sein. Der gesamte Flug der Drohne inklusive Start und Landung erfolgt komplett autonom nach zuvor definierten Kriterien. Die Drohne entscheidet auch autonom, welche Manöver sie in unvorhergesehenen Situationen durchführt, um Risiken für unbeteiligte Personen zu minimieren. Solche autonomen Flüge sind in der offene Kategorie nicht zulässig, sie erfordern eine Betriebsgenehmigung im Rahmen der speziellen Kategorie.

Standard-Flugmodi von DJI

DJI-Drohnen verfügen über unterschiedliche Standard-Flugmodi, die bei den Consumer-Modellen über einen Schieberegler auf der Fernsteuerung ("Flugmodusschalter") ausgewählt werden können. Je nach ausgewähltem Flugmodus unterscheiden sich v.a. die maximale Fluggeschwindigkeit sowie die aktivierten Sensoren.

Normal Mode

In diesem Standardflugmodus von DJI (früher Position, P-Mode) kommen Satellitensysteme (GNSS) und das Vision Positioning System (VPS) zum Einsatz, um den Flug zu stabilisieren. Die Sensoren zur Hinderniserkennung sind aktiviert und die Fluggeschwindigkeit ist begrenzt. Damit eignet sich der N-Mode ideal für Einsteiger und Fernpiloten, die ein stabiles Flugverhalten bevorzugen.

Sport Mode

Im S-Mode sind GNSS und VPS ebenfalls aktiviert, die Hinderniserkennung jedoch nicht. Die Drohne reagiert deutlich empfindlicher auf Steuersignale und die Fluggeschwindigkeit ist nicht limitiert, was zu einem deutlich verlängerten Bremsweg führt. Die S-Mode sollte nur von geübten Fernpiloten in Gelände ohne Hindernisse verwendet werden.

Cine Mode

Im C-Mode sind wie im N-Mode alle Sensoren aktiv. Allerdings ist die Fluggeschwindigkeit extrem gedrosselt und die Drohne reagiert gedämpft auf Steuerbefehle, um sie möglichst exakt und ruckelfrei steuern zu können. Der C-Mode ist vor allem für filmreife Videodrehs konzipiert, bei denen kein agiles Flugverhalten benötigt wird.

Dem Cine- ähnelt der Tripot-Mode (Stativ-Modus). Beide Modi legen den Schwerpunkt auf ruhige, cineastische Aufnahmen und präzise Steuerung. Während der Cine-Mode mehr Anpassungsmöglichkeiten in den Kamera-Einstellungen zulässt und sich eher an erfahrende Filmemacher richtet, adressiert der Tripod-Mode ideal für Einsteiger, die leicht zu bedienende Einstellungen bevorzugen.

Ein manueller Wechsel in den bereits erwähnten ATTI-Mode (Attitude Mode) ist bei den neueren Consumer-Drohnen von DJI nicht mehr möglich. Nur wenn der Satellitenempfang stark abgeschirmt ist, sodass nicht ausreichend Satelliten für eine genaue Positionsbestimmung zu Verfügung stehen, und auch die Lichtverhältnisse nicht ausreichend für das Vision Positioning System (VPS) sind, wechselt die Drohne automatisch in den ATTI-Mode. Da zum Halten der Position nur der integrierte barometrische Höhenmesser zur Verfügung steht, führt bereits leichter Wind dazu, dass die Drohne die Position nicht hält, sondern durch manuelles Gegensteuern des Fernpiloten stabilisiert werden muss.

Intelligente Flugmodi von DJI

Neben den beschriebenen Standard-Flugmodi haben DJI-Drohnen verschiedene sogenannte intelligente Flugmodi, die bei Auswahl des Normal-Mode zur Verfügung stehen. In ihnen folgen Drohne und Kamera programmierten Flugwegen und Aufnahmezielen, um ohne viel Flugerfahrung kinoreife oder zumindest cineastisch anmutende Videoaufnahmen erstellen zu können. Die wichtigsten von Ihnen stellen wir hier vor.

Die Drohne folgt einer Person oder einem sich bewegenden Objekt (z.B. einem Auto oder Boot), das auf dem Display markiert wird. Dabei hat FocusTrack drei verschiedene Untermodi:

  • Bei Spotlight bleibt die Kamera automatisch auf dem Motiv, während Du die Drohne manuell steuerst.
  • Bei Point of Interest (POI) fliegt die Drohne eigenständig Kreise um das Motiv, wobei Radius und Fluggeschwindigkeit vom Fernpiloten vorgegeben werden.
  • Bei ActiveTrack hält die Drohne eine vorgegebene Distanz und Flughöhe, während sie das sich bewegende Motiv automatisch verfolgt oder parallel zu ihm fliegt.

Dieser Modus ist eine kleine Zaubertüte. Markiere einfach das Motiv auf dem Display, und die Drohne erledigt den Rest. Sie fliegt automatisch und macht verschiedene Videos des Motivs in Serie. Dabei wählt sie eigenständig unterschiedliche Versionen der intelligenten Flugmodi, um ein kurzes kinoreifes Video zu erstellen. In der Post Production kannst Du auch manuell auswählen, welche Clips verwendet werden sollen.

In diesem Modus sind verschiedene Flugmanöver programmiert, bei denen die Kamera auf das gewählte Objekt gerichtet bleibt:

  • Dronie (die Drohne steigt rückwärts fliegend auf)
  • Rocket (die Drohne steigt senkrecht auf)
  • Kreisen (die Drohne umkreist ein statisches Objekt)
  • Helix (die Drohne umkreist ein Objekt und steigt dabei auf)
  • Boomerang (die Drohne fliegt in einer ovalen Flugbahn in verschiedenen Flughöhen um das Objekt)
  • Asteroid (die Drohne steigt auf und erstellt ein Panorama aus Einzelfotos und zeigt davon ausgehend ein Video im Sinkflug auf das Objekt zu)

Insbesondere bei den letzten beiden QuickShots ist für ausreichend Abstand zu Hindernissen zu sorgen (30-40 Meter).

Mit diesem Modus können Zeitraffervideo erstellt werden. Auch hier gibt es Untermodi:

  • Frei/Free (die Drohne wird manuell gesteuert)
  • Kreisen/Circle (die Drohne umfliegt automatisch ein Motiv), Kursverriegelung/Course Lock (die Drohne fliegt in eine feste Richtung, während die Kamera gedreht werden kann)
  • Wegpunkt/Waypoint (die Drohne macht die Aufnahmen entlang einer definierten Flugroute mit mehreren Wegpunkten).

In diesem Modus wird durch voreingestellte Wegpunkte eine Flugroute erstellt, die die Drohne wiederholt abfliegen kann. Für jeden Wegpunkt lassen sich Flughöhe und Ausrichtung der Drohne, Verweildauer und Fluggeschwindigkeit sowie Kameraparameter und Gimbalneigung einstellen. Alternativ kann die Kameraausrichtung im Wegpunkt-Flug auch mit Points of Interrest kombiniert werden.

Bei diesem Modus behält die Drohne die aktuellen Steuerknüppeleingaben der Fernsteuerung bei, ohne die Sticks kontinuierlich in der Position halten zu müssen. Hierdurch können z.B. ungewollte Bewegungen der Drohne in Videoflügen vermieden oder Langstreckenflüge entspannter absolviert werden.