211service.com
Een drone met richtingsgevoel
Commerciële drones beginnen te worden gebruikt voor taken zoals het inspecteren van booreilanden en gewassen. Maar ze hebben nog steeds een zeer bekwame menselijke piloot nodig, en zelfs degenen die semi-autonoom zijn, gebruiken meestal vooraf gebouwde kaarten of hebben toegang tot de gegevens via een draadloze link.
Deze quadrotor zal die pijpen niet tegenkomen omdat hij zelf een 3D-kaart van de ruimte heeft gebouwd met behulp van zijn ingebouwde sensoren en computer.
Onderzoekers van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich maken drones onafhankelijker. Ze hebben een kleine drone gedemonstreerd die zijn eigen 3D-kaart van een onbekende omgeving kan bouwen met minimale hulp van een menselijke operator, en vervolgens autonoom zijn eigen routes rond een ruimte en zijn obstakels kan plannen.
Dit is de eerste keer dat we volledige mapping, herlokalisatie - het vinden van de drone op de kaart - en planning aan boord kunnen tonen, zegt onderzoeker Michael Burri, die aan het project werkte. De combinatie van software en sensoren zou het gemakkelijker kunnen maken om drones in te zetten voor taken zoals het inspecteren van een booreiland, zegt hij. Een bedrijf zou één handmatige vlucht moeten maken om een drone zijn kaart te laten bouwen. Voor latere inspecties zou de drone het werk autonoom kunnen doen.
De drone gebruikt zijn 3D-kaart om de meest efficiënte route rond een ruimte te plannen.
Het team van Zürich gebruikte een kleine quadrotor die 1,6 kilogram weegt, de AscTec Firefly , en uitgerust met een stereocamera en sensoren die snelheid, oriëntatie en zwaartekracht rapporteren. Ze testten hun software door in een voormalig industrieel terrein te vliegen, een uitdagende omgeving met grote kanalen en andere industriële apparatuur.
De drone heeft wat menselijke hulp nodig om in een nieuwe ruimte aan de slag te gaan. Terwijl een operator hem helpt een verkenningsvlucht te maken rond de nieuwe omgeving, bouwt de software van de drone een 3D-kaart door gegevens van zijn bewegings- en oriëntatiesensoren te vergelijken met beelden van zijn camera.
Dieptebeelden van de camera worden gebruikt om een 3D-kaart te maken; plaatsen waar de drone niet kan vliegen, zijn geblokkeerd (zie video). Zodra de kaart compleet is, kan de drone de meest directe route plannen naar elke doelbestemming en rond alle in kaart gebrachte obstakels vliegen.
De afzonderlijke mapping- en sensortechnieken zijn eerder gedemonstreerd, maar niet allemaal samen op een autonome drone, zegt Wolfram Burgard , een professor aan de Universiteit van Freiburg, Duitsland. Dit brengt de technologie dichter bij de echte toepassing in inspectie- en bewakingstaken, zegt hij. Een krant op het nieuwe systeem werd gepresenteerd op de Internationale conferentie over intelligente robots en systemen vorige maand. Burgard was hoofdredacteur van de paper review board.
Het inpassen van al die kaartvaardigheden in een kleine drone brengt echter een prijs met zich mee. Met de computer en sensoren kon de drone die in de experimenten werd gebruikt, slechts zeven minuten in de lucht blijven, in plaats van 15 minuten zonder het extra gewicht. Burri zegt dat verbeteringen aan drone-ontwerpen betekenen dat dit geen groot probleem is, en dat nieuwere drones op de markt een vliegtijd van ongeveer 20 minuten kunnen halen met hetzelfde laadvermogen.
Hij en de andere onderzoekers werken er nu aan om hun drone de mogelijkheid te geven om botsingen te voorkomen met bewegende objecten die niet op de kaart verschijnen, bijvoorbeeld mensen of bewegende apparatuur.