About / Advertise
Autonoma drönare kan snabbt, billigt och säkert inspektera höga vindkraftstorn. Det visar lyckade fältförsök vid Luleå tekniska universitet. Med stor autonomi och precision vid lokalisering har drönare inspekterat ett torn 63 meter upp i luften och med en rotordiameter på 44 meter.
– Det goda resultatet gör vår forskningsgrupp unik i Europa, säger George Nikolakopoulos, professor i robotik och automation på Luleå tekniska universitet.
Det lyckade fälttesten genomfördes på Skellefteå krafts vindkraftverk på Storgrundet i Bureå.
Flera autonoma drönare användes. Till skillnad mot fjärrstyrda drönare kan de ”se själva”.
En pilot som fjärrstyr en drönare ser inte vad som finns runt omkring och risken är stor att drönaren – när den dessutom rör sig snabbt – kraschar. En autonoma drönaren har djupseende, uppfattar ljud och kan agera direkt på informationen.
Drönarna som användes i de aktuella testerna var utrustade med bland annat visionsensorer som ger stereoseende, monokulära kameror, GPS, IMU och lidar liksom UWB-noder. Deras uppgift var att inspektera vindkraftverket och rekonstruera en 3D-modell för att kunna upptäcka eventuella fel och skador.
– Främst lyckas vi eftersom vi använder det lokaliseringssystem som vår forskargrupp har utvecklat. Vi kan få en noggrannhet på några centimeter och det är ett utmärkt resultat inom robotikområdet, speciellt under flygning, säger George Nikolakopoulos.
Styralgoritmerna är baserade på så kallad Model Predictive Control (MPC). Som namnet antyder innebär det att drönarens rörelser i varje given situation förutspås utifrån information om åt vilket håll den rör sig och hur snabbt den rör sig i olika situationer.
Planen inför testerna har varit att få till dem så verklighetstrogna som möjligt. Det betyder helt utan pilot och annan mänsklig interaktion – självklart förutom det som är nödvändigt enligt gällande regler.
– Baserat på resultaten vi fick av detta experiment, skulle jag säga att det är möjligt att använda den här tekniken för luftburen inspektion av vindkraftverk inom två eller tre år.
Fältexperimenten i Bureå gjordes inom ramen för projektet Aeroworks, som ingår i EU:s Horizon 2020-satsning. Syftet med projektet är att autonoma drönare ska kunna flyga, samarbeta och utföra specifika uppgifter självständigt utan kontroll av människor. Luleå tekniska universitet och Skellefteå kraft är två partner i Aeroworks.
Nästa steg inom vindkraft kan bli att ge drönarna armar och gripklor med vilka de ska kunna utföra visst underhåll och interagera med den omgivande miljön.
Forskarteamet kring George Nikolakopoulos utvecklar även autonoma drönare som inspekterar och säkrar gruvor efter en sprängning – innan exempel en hjullastare kan komma in för att hämta malm och mineral. Det sker inom ramen för projektet SIMS, Sustainable Intelligent Mining Systems.
Drönarna i detta projekt är utrustade med två kameror för att ge stereoseende och elektronik och sensorer för att detektera orienteringen. Även här är den svåraste uppgiften för drönaren att veta exakt var den befinner sig.
– Tänk dig själv att du är i en helt okänd miljö, att du blundar och att du samtidigt ska utföra en komplicerad uppgift eller helt enkelt bara förflytta dig. Var är jag? är alltså den mest grundläggande frågan inom robotik. Om vi hittar svaret på den blir resten en enkel resa framåt, säger George Nikolakopoulos.
