211service.com
En drönare med riktningskänsla
Kommersiella drönare börjar användas för uppgifter som att inspektera oljeriggar och grödor. Men de kräver fortfarande en mycket skicklig mänsklig pilot, och även de som är halvautonoma använder vanligtvis förbyggda kartor eller kommer åt data via en trådlös länk.
Denna quadrotor kommer inte att stöta på dessa rör eftersom den byggde en 3D-karta över utrymmet med hjälp av sina inbyggda sensorer och dator.
Forskare från det schweiziska federala tekniska institutet i Zürich gör drönare mer oberoende. De har demonstrerat en liten drönare som kan bygga sin egen 3D-karta över en obekant miljö med minimal hjälp från en mänsklig operatör, och sedan självständigt planera sina egna rutter runt ett utrymme och dess hinder.
Det här är första gången vi kan visa fullständig kartläggning, omlokalisering – hitta drönaren på kartan – och planering ombord, säger forskaren Michael Burri, som arbetat med projektet. Kombinationen av mjukvara och sensorer kan göra det lättare att sätta in drönare för uppgifter som att inspektera en oljerigg, säger han. Ett företag skulle behöva göra en manuell flygning för att få en drönare att bygga sin karta. För efterföljande inspektioner kunde drönaren göra jobbet självständigt.
Drönaren använder sin 3D-karta för att planera den mest effektiva rutten runt ett utrymme.
Zürich-teamet använde en liten quadrotor som väger 1,6 kg, den AscTec Firefly , och utrustade den med en stereokamera och sensorer som rapporterar hastighet, orientering och gravitationskrafter. De testade sin programvara genom att flyga in i en före detta industrianläggning, en utmanande miljö med stora kanaler och annan industriell utrustning.
Drönaren behöver lite mänsklig hjälp för att komma igång i ett nytt utrymme. Medan en operatör hjälper den att göra en utforskande flygning runt den nya miljön, bygger drönarens programvara en 3D-karta genom att jämföra data från dess rörelse- och orienteringssensorer med bilder från kameran.
Djupbilder från kameran används för att skapa en 3D-karta; platser där drönaren inte kan flyga är blockerade (se video). När kartan är klar kan drönaren planera den mest direkta rutten som möjligt till alla måldestinationer och flyga runt alla kartlagda hinder.
De individuella kartläggnings- och sensorteknikerna har demonstrerats tidigare, men inte alla tillsammans på en autonom drönare, säger Wolfram Burgard , professor vid universitetet i Freiburg, Tyskland. Detta för tekniken närmare den verkliga tillämpningen i inspektions- och övervakningsuppgifter, säger han. Ett papper om det nya systemet presenterades på Internationell konferens om intelligenta robotar och system förra månaden. Burgard var chefredaktör för tidningsgranskningsnämnden.
Men att montera alla dessa kartläggningsförmågor i en liten drönare kostar mycket. Med datorn och sensorerna kunde drönaren som användes i experimenten stanna i luften i endast sju minuter, till skillnad från 15 minuter utan den extra vikten. Burri säger att förbättringar av drönardesigner innebär att detta inte är ett betydande problem, och att nyare drönare på marknaden skulle kunna klara en flygtid på cirka 20 minuter med samma nyttolast.
Han och de andra forskarna arbetar nu för att ge sin drönare möjligheten att undvika kollisioner med rörliga föremål som inte visas på kartan – till exempel människor eller rörlig utrustning.