211service.com
En drone med retningssans
Kommercielle droner begynder at blive brugt til opgaver som inspektion af olieplatforme og afgrøder. Men de kræver stadig en meget kvalificeret menneskelig pilot, og selv dem, der er semi-autonome, bruger normalt forudbyggede kort eller får adgang til dataene via et trådløst link.
Denne quadrotor støder ikke ind i disse rør, fordi den byggede sig selv et 3D-kort over rummet ved hjælp af sine indbyggede sensorer og computer.
Forskere fra det schweiziske føderale teknologiske institut i Zürich gør droner mere uafhængige. De har demonstreret en lille drone, der kan bygge sit eget 3-D-kort over et ukendt miljø med minimal hjælp fra en menneskelig operatør, og derefter planlægge sine egne ruter rundt i et rum og dets forhindringer autonomt.
Det er første gang, vi kan vise fuld kortlægning, relokalisering – at finde dronen på kortet – og planlægning om bord, siger forsker Michael Burri, der arbejdede på projektet. Kombinationen af software og sensorer kan gøre det lettere at indsætte droner til opgaver som at inspicere en olieplatform, siger han. Et selskab skal foretage en manuel flyvning for at få en drone til at bygge sit kort. Ved efterfølgende inspektioner kunne dronen udføre arbejdet selvstændigt.
Dronen bruger sit 3-D-kort til at planlægge den mest effektive rute rundt i et rum.
Zürich-holdet brugte en lille quadrotor, der vejer 1,6 kg, den AscTec Firefly , og udstyret det med et stereokamera og sensorer, der rapporterer hastighed, orientering og gravitationskræfter. De testede deres software ved at flyve inden for et tidligere industriområde, en udfordrende ramme med store kanaler og andet industrielt udstyr.
Dronen har brug for noget menneskelig hjælp til at komme i gang i et nyt rum. Mens en operatør hjælper den med at foretage en udforskende flyvning rundt i det nye miljø, bygger dronens software et 3D-kort ved at sammenligne data fra dens bevægelses- og orienteringssensorer med billeder fra kameraet.
Dybdebilleder fra kameraet bruges til at skabe et 3D-kort; steder, hvor dronen ikke kan flyve, er spærret ude (se video). Når kortet er færdigt, kan dronen planlægge den mest direkte mulige rute til enhver måldestination og flyve rundt om alle kortlagte forhindringer.
De individuelle kortlægnings- og sensorteknikker er blevet demonstreret før, men ikke alle sammen på en autonom drone, siger Wolfram Burgard , professor ved universitetet i Freiburg, Tyskland. Dette bringer teknologien tættere på anvendelse i den virkelige verden i inspektions- og overvågningsopgaver, siger han. Et papir om det nye system blev præsenteret på International konference om intelligente robotter og systemer sidste måned. Burgard var chefredaktør for papiranmeldelsesnævnet.
Men at montere alle disse kortlægningsevner i en lille drone har en pris. Med computeren og sensorerne kunne dronen, der blev brugt i eksperimenterne, kun blive i luften i syv minutter, i modsætning til 15 minutter uden den ekstra vægt. Burri siger, at forbedringer af dronedesign betyder, at dette ikke er et væsentligt problem, og at nyere droner på markedet kunne klare en flyvetid på omkring 20 minutter med den samme nyttelast.
Han og de andre forskere arbejder nu på at give deres drone mulighed for at undgå kollisioner med objekter i bevægelse, der ikke vises på kortet - for eksempel mennesker eller udstyr i bevægelse.