Branderkennung durch IR Sensoren

Feuer: Ein mächtiges und zugleich gefährliches Element für die Natur und alle Lebewesen. Das Münchener Startup OroraTech hat die Mission, Waldbrände global, schnell und zuverlässig mittels Satellitentechnik zu erkennen. Dadurch werden Wald- und Buschbrände in wenig besiedelten Gebieten wie beispielsweise in Kanada oder Australien früher aus dem Weltraum erkannt und es kann verhindert werden, dass die Feuer außer Kontrolle geraten. OroraTech hat bereits eine Plattform im Einsatz, die verfügbare Satellitendaten verarbeitet und zum Beispiel von australischen Kunden für das Beobachten von “Bushfires” verwendet wird. Um Feuer noch schneller und zuverlässiger erkennen zu können, entwickelt das Startup eigene Kleinsatelliten mit einer speziellen Thermal-Infrarotkamera, die ab Ende 2021 in den Erdorbit gestartet werden sollen.

Zwischen dem Fraunhofer IMS und der Firma OroraTech besteht eine enge Kooperation. Fraunhofer IMS liefert einen IR-Bildaufnehmer (IRFPA = infrared focal plane array) mit einer optischen Auflösung von 320 x 256 Pixel (digitales 17 µm QVGA-IRFPA). Die IR-Bildaufnehmer des Fraunhofer IMS zeichnen sich durch Ihre hohe Temperaturempfindlichkeit (NETD < 60 mK) über einen großen Szenendynamikbereich (ΔT_Scene > 300 K) aus. Des Weiteren sind sie sowohl für den langwelligen (Wellenlänge 8 – 14 µm, LWIR), als auch für den mittleren Infrarotbereich (Wellenlänge 3 – 5 µm, MWIR) sensitiv. Die innovative Ausleseschaltung liefert digitale Videosignale mit einer Auflösung von 16 Bit und ermöglicht unterschiedliche Betriebsmodi, so dass Anwendungen von der thermischen Standardbildaufnahme bis zur Realisierung eines infraroten Zeilensensors unterstützt werden.

Das digitale 17 µm QVGA-IRFPA des Fraunhofer IMS bildet als IR Bildaufnehmer das Herzstück einer von der Ororatech speziell für die Branderkennung aus dem Weltraum entwickelten Thermal-Infrarotkamera. Der Prototyp dieser Kamera ist bereits fertiggestellt und soll den auf einem Satelliten vorherrschenden Weltraumbedingungen standhalten können. Um die Leistungsfähigkeit des Prototypen zu testen, wurde die Kamera für diesen Zweck auf einer Drohne montiert. Am Boden wurden verschiedene Hitzequellen aufgebaut, auf die das Kamerasystem aus einer Höhe von über 400 m ausgerichtet wurde. Dabei konnte eine auf 350°C erhitzte Fläche der Größe von gerade einmal einem Drittel eines Bierdeckels detektiert werden (siehe Bilder 1 und 2). Mit dieser überzeugenden Leistung wird erwartet, dass die Kamera vom Weltraum Feuer auf der ganzen Welt direkt nach der Entstehung erkennt. In der finalen Ausbauphase soll das satellitengestützte Frühwarnsystem den Ausbruch eines Feuers innerhalb von ca. 30 Minuten melden können.