SLAM-Navigation: Fliegen ohne GPS in Confined Spaces
- Wie die ELIOS 3 in komplett dunklen, GPS-freien Innenräumen präzise navigiert
Karsten Lehrke
7 Min. Lesezeit
9. Februar 2026
In diesem Artikel:
- Das GPS-Problem: Warum normale Drohnen in Gebäuden nicht fliegen können
- Was ist SLAM? (Simultaneous Localization and Mapping)
- FlyAware™ Engine: SLAM speziell für Confined Spaces
- Was der Pilot auf dem Controller sieht
- Smart Return-to-Home: Automatisch zurück zum Einstiegspunkt
- SLAM vs. andere Navigationsverfahren
- SLAM-Grenzen: Was man wissen muss
- Häufige Fragen zur SLAM-Navigation
Das GPS-Problem: Warum normale Drohnen in Gebäuden nicht fliegen können
In einem Tank, Kessel oder Schornstein gibt es kein GPS-Signal.
Kein GPS bedeutet: Die Drohne weiß nicht, wo sie ist. Sie kann ihre Position nicht halten, keinen stabilen Schwebeflug durchführen und schon gar nicht autonom navigieren. Eine GPS-abhängige Drohne in einen Confined Space zu schicken, ist keine Option.
Genau dafür wurde die Flyability ELIOS 3 entwickelt: Sie nutzt SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) – ein Navigationsverfahren, das komplett ohne GPS funktioniert. Die Drohne kartiert ihre Umgebung in Echtzeit und bestimmt ihre Position anhand der Geometrie des Raums.
In einem Tank, Kessel oder Schornstein gibt es kein GPS-Signal. Die ELIOS 3 nutzt SLAM – ein Navigationsverfahren, das komplett ohne GPS funktioniert und die Umgebung in Echtzeit kartiert.
Weiterführende Informationen von Flyability
- → SLAM Technology – Flyability's SLAM-Navigationstechnologie
- → Autonomy Software – Autonome Flugfunktionen der ELIOS 3
Was ist SLAM? (Simultaneous Localization and Mapping)
1. Localization (Lokalisierung): Wo bin ich im Raum?
2. Mapping (Kartierung): Wie sieht der Raum aus?
Das Besondere: Beide Aufgaben hängen voneinander ab. Um zu wissen, wo man ist, braucht man eine Karte. Um eine Karte zu erstellen, muss man wissen, wo man ist. SLAM löst dieses Henne-Ei-Problem iterativ in Echtzeit.
Vereinfacht:
Die Drohne schießt mit dem LiDAR-Sensor Millionen von Laserpunkten in alle Richtungen. Aus diesen Punkten entsteht eine 3D-Karte der Umgebung. Gleichzeitig vergleicht die Drohne, was sie gerade sieht, mit dem, was sie bereits gesehen hat – und leitet daraus ihre aktuelle Position ab.
In der Praxis: Die ELIOS 3 erstellt während des Flugs eine Echtzeit-3D-Karte (Live-Map) auf dem Piloten-Controller. Der Pilot sieht in Echtzeit, wo die Drohne ist und welche Bereiche bereits abgedeckt wurden.
FlyAware™ Engine: SLAM speziell für Confined Spaces
LiDAR-basiert
Nutzt den Ouster OS0-128 LiDAR-Sensor statt Kameras. Funktioniert unabhängig von Licht und Oberflächentextur – auch in komplett dunklen Räumen.
Multi-Sensor-Fusion
FlyAware kombiniert LiDAR, IMU (Inertialmesseinheit) und Computer Vision auf einem NVIDIA-Prozessor. Die verschiedenen Sensoren gleichen sich gegenseitig aus.
Echtzeit-Processing
Die 3D-Karte wird nicht erst nach dem Flug berechnet, sondern in Echtzeit. Der Pilot sieht sofort, wo er ist und welche Bereiche abgedeckt sind.
Kollisions-Robustheit
Die ELIOS 3 kollidiert regelmäßig mit Wänden und Einbauten – und fliegt weiter. Die FlyAware Engine behält die Orientierung auch nach Kollisionen.
Drift-Kompensation
Bei langen Flügen in großen Strukturen kann SLAM driften. FlyAware minimiert diesen Drift durch kontinuierlichen Abgleich mit bereits kartierten Bereichen.
Was der Pilot auf dem Controller sieht
Die Live-Map ermöglicht systematisches Fliegen in Confined Spaces. In einem 30 m hohen Kessel ohne die Live-Map zu fliegen, ist wie im Dunkeln zu tappen – mit der Live-Map hat der Pilot immer den Überblick.
Live-Kamerabild (4K)
Das normale Kamerabild in Echtzeit – wie bei jeder FPV-Drohne. Die 16.000 Lumen LED-Beleuchtung macht auch komplett dunkle Räume sichtbar.
Echtzeit-3D-Karte (Live-Map)
Die wichtigste Innovation: Eine dreidimensionale Karte, die in Echtzeit wächst. Der Pilot sieht die 3D-Geometrie, die Drohnenposition und bereits abgeflogene vs. noch nicht erfasste Bereiche.
Telemetrie-Daten
Flugzeit, Batteriestand, Entfernung zum Einstiegspunkt und Sensor-Status – alle kritischen Informationen auf einen Blick.
Smart Return-to-Home: Automatisch zurück zum Einstiegspunkt
Das Problem: Wenn die Batterie in einem verschlungenen Confined Space zur Neige geht, muss die Drohne den Weg zurück zum Mannloch finden – durch enge Gänge, um Einbauten herum, durch mehrere Ebenen.
Die Lösung: Da die ELIOS 3 via SLAM eine vollständige 3D-Karte des Raums erstellt hat, kennt sie den Rückweg. Smart Return-to-Home navigiert die Drohne automatisch entlang des geflogenen Pfads zurück zum Einstiegspunkt.
Seit 2025/2026: Diese Funktion wurde deutlich verbessert. Die Drohne optimiert den Rückweg und vermeidet Hindernisse, die nach dem Hinflug erkannt wurden.
Warum das wichtig ist: Ein Drohnenverlust in einem Confined Space ist nicht nur teuer (Hardware), sondern kann den gesamten Inspektionsvorgang verzögern – insbesondere wenn die Drohne in einem Bereich steckenbleibt, der nur schwer zugänglich ist. Smart Return-to-Home minimiert dieses Risiko.
Smart Return-to-Home navigiert die Drohne automatisch entlang des geflogenen Pfads zurück zum Einstiegspunkt – auch durch verschlungene Confined Spaces mit engen Gängen und mehreren Ebenen.
SLAM vs. andere Navigationsverfahren
Standard für Outdoor-Drohnen. Genauigkeit: 1–5 m. In Gebäuden: nicht verfügbar.
Visual SLAM (kamerabasiert)
Nutzt Kamerabilder, um Merkmale (Features) in der Umgebung zu erkennen und die Position abzuleiten. Problem: Funktioniert nur bei ausreichend Licht und texturierten Oberflächen – blanke Metallwände, Dunkelheit oder Staub setzen das System außer Gefecht. In industriellen Confined Spaces damit nicht einsetzbar.
LiDAR-SLAM (ELIOS 3 / FlyAware)
Nutzt Laserpunkte statt Kamerabilder. Funktioniert lichtunabhängig und texturunabhängig. Mapping-Präzision des Ouster OS0-128: ±3 cm. Ideal für dunkle, staubige, strukturarme Industrieumgebungen.
Ultraschall-/ToF-Sensoren
Einfache Abstandsmessung (Hinderniserkennung). Keine vollständige 3D-Kartierung. Nur als Ergänzung nutzbar, nicht als primäres Navigationssystem.
Tether-basiert (Kabel)
Die ELIOS 3 bietet seit 2025 eine optionale Tether-Lösung: physische Verbindung zur Drohne für unbegrenzte Flugzeit und Datenübertragung. SLAM bleibt das primäre Navigationssystem – der Tether ergänzt es um Energieversorgung.
Navigationsverfahren im Vergleich:
| Kriterium | GPS/GNSS | Visual SLAM | LiDAR-SLAM (ELIOS 3) | Ultraschall/ToF |
|---|---|---|---|---|
| Indoor-Einsatz | ❌ | ⚠️ Bedingt | ✅ | ⚠️ Nur Hinderniserkennung |
| Dunkelheit | ✅ | ❌ | ✅ | ✅ |
| Texturlose Oberflächen | ✅ | ❌ | ✅ | ✅ |
| 3D-Kartierung | ❌ | ⚠️ Eingeschränkt | ✅ (1,31 Mio. Pkt./s) | ❌ |
| Präzision / Mapping | 1–5 m | variabel, in Industrieumgebungen unzuverlässig | ±3 cm (LiDAR-Mapping) | cm–dm je nach Sensor |
| Staub/Dampf-Toleranz | ✅ | ❌ | ⚠️ Reduziert | ✅ |
| Confined Space geeignet | ❌ | ❌ | ✅ | ❌ |
SLAM-Grenzen: Was man wissen muss
In den allermeisten industriellen Confined Spaces funktioniert SLAM zuverlässig. Wir bewerten die Machbarkeit immer vorab anhand Ihrer Anlagendaten.
Drift bei großen Strukturen
In extrem großen Räumen (z.B. Naturzugkühltürme > 100 m) kann der SLAM-Algorithmus minimal driften. Die Navigation bleibt stabil, aber die Punktwolke wird in Randbereichen leicht ungenauer.
Featurearme Umgebungen
SLAM braucht geometrische Merkmale. In komplett runden, glatten Tanks ohne jede Struktur hat der Algorithmus weniger Ankerpunkte – in der Praxis selten ein Problem dank Schweißnähten und Einbauten.
Staub und Dampf
Dichter Staub oder Dampf kann LiDAR-Strahlen streuen. Die ELIOS 3 wird in gereinigten/freigemessenen Confined Spaces eingesetzt – Reststaub ist kein Problem, aktiver Dampfaustritt schon.
Temperaturgrenze
Die ELIOS 3 ist für max. 50°C Umgebungstemperatur spezifiziert. In aktiv befeuerten Anlagen ist kein Einsatz möglich.
Unsere Einsatzstandorte
An diesen Standorten in Deutschland setzen wir Drohneninspektionen in den relevanten Branchen ein — vor Ort und mit lokaler Einsatzplanung.
Bergbau & Mining
Häufige Fragen zur SLAM-Navigation
Kann die ELIOS 3 auch outdoor fliegen?
Ja – bei Windstille ist das möglich. Wir fliegen die ELIOS 3 auch outdoor, z. B. an Außenwänden oder Rohrbrücken, bis ca. 10–15 m Höhe. Der limitierende Faktor ist nicht SLAM (die Drohne findet auch draußen genügend geometrische Referenzen), sondern der Wind: Der Schutzkäfig der ELIOS 3 bietet keine aerodynamische Stabilität bei Windlasten. Sobald Wind im Spiel ist, ist die Drohne outdoor nicht sicher einsetzbar. Für windexponierte Außeninspektionen setzen wir daher andere Drohnentypen ein.
Wie genau ist die SLAM-Navigation?
Der Ouster OS0-128 LiDAR der ELIOS 3 erreicht eine Mapping-Präzision von ±3 cm. Das bedeutet: Die erstellten 3D-Punktwolken und Maßnahmen aus dem Scan sind hochpräzise und direkt für Schadensbeurteilungen und Maßnahmenplanung nutzbar. Die Navigations-Positionshaltung ist für sicheres Fliegen und systematische Abdeckung in Confined Spaces ausgelegt.
Braucht der Pilot spezielle Ausbildung für SLAM-basiertes Fliegen?
Ja. Das Fliegen mit der ELIOS 3 in Confined Spaces erfordert Erfahrung und Training – sowohl im Umgang mit dem Schutzkäfig (Kollisionsbewältigung) als auch in der Interpretation der Live-Map. Unser Pilotenteam hat jahrelange Erfahrung und zahlreiche Einsätze in Confined Spaces absolviert.
Was passiert, wenn SLAM ausfällt?
Die ELIOS 3 ist manuell steuerbar. Selbst bei einem SLAM-Ausfall kann der Pilot die Drohne über das Kamerabild und die Steuerknüppel sicher zum Einstiegspunkt zurückfliegen. Der Schutzkäfig verhindert Schäden bei Kontakt mit Wänden und Einbauten.
Kann SLAM auch in Wasser oder unter Wasser funktionieren?
Nein. LiDAR funktioniert nicht unter Wasser (Laserstreuung). Für Unterwasser-Inspektionen setzen wir ROV-Systeme mit anderen Navigationsmethoden ein (Sonar, visuelle Referenzierung). Die ELIOS 3 ist ausschließlich für Lufträume konzipiert.
Professionelle Inspektion mit der ELIOS 3 — deutschlandweit verfügbar.
Eine Auswahl unserer Kunden und Partner
Fragen zur SLAM-Navigation oder zum Einsatz der ELIOS 3?
Wir erklären gerne, wie die Drohne in Ihrem konkreten Anwendungsfall navigiert. Schicken Sie uns Ihre Anlagendaten – wir melden uns mit einer Machbarkeitseinschätzung.
