JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 ETN.fi  Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise

Strax innan årsskiftet flög en drönare över Linköping med thaimat. Flygningen var helt autonom och gick bortom synhåll för individen med yttersta ansvaret på marken. Det var den första flygningen i sitt slag i Sverige och ett av flera lyckade tester när forskarteamet från Rise utvärderade drönaren, som de byggt inom
ett större EU-projekt.

Från en restaurang i utkanten av Linköping flög drönaren med mat till platsen för avlämning. Sträckan var 1,7 km.

Andreas Gising

– Jag var pilot–in-command. Jag satt vid platsen där vi startade, vid en markstation som visar en karta och status som gjorde att jag kunde övervaka allt som skedde, berättar Andreas Gising, ansvarig projektledare på Rise, och adderar:

– Fast det som faktiskt styrde och navigerade farkosten hela vägen var en Raspberry Pi ombord och vår drönarleveransapplikation.

Drönarsystemet var det svenska teamets del i EU-projektet med uppgift att ta fram teknik för autonoma lager och leveranser (se faktaruta).

Drönaren

Rise har valt att bygga drönare på en Tarot 960-ram och autopiloten Pixhawk 2.1. En Raspberry Pi ingår som så kallad companion computer, det är den som fattar beslut och styr drönaren genom autopiloten. Ombord finns även en bildprocessor från Nvidia (för framtida behov), en ADS-B-mottagare för flygtrafik­information samt en speciell styrbar permanentmagnet som kontrollerar lasten.

– Vår uppgift var dels att plocka ihop en lämplig farkost, dels ta fram mjukvaror för att kunna genomföra last-mile-delivery och för att kunna integrera oss mot italienarnas schemaläggningssystem.

Den sistnämnda funktionen testade svenskar och italienare i form av en live-demo under hösten 2019. Vid Rise UAV-testbädden i Västervik kopplades ­drönaren upp mot Internet via 4G. Därmed fick den kontakt med schemaläggningsprogrammet i Italien, och en simulering av den italienska lagerlokalen startade.

– När vi körde igång började de autonoma truckarna i Italien att simuleras. De flyttade runt lådor, och rätt var det var kom en order som skulle levereras med vår drönare.

Systemet informerade drönaren i Västervik att hämta upp ett paket med ett visst id-nummer samt vart det skulle flygas.

– Vi lät oss helt fjärrstyras, det var häftigt, säger Andreas Gising.

Uppdraget flöt på utan problem. Det enda som krävdas var lite handpåläggning när paketet skulle lastas på drönaren.

– Man brukar prata om att piloten inte behöver vara där drönaren befinner sig. I detta fall var det till och med en algoritm som styrde drönaren, och den algoritmen kördes i Italien, säger Rasmus Lundqvist, forskare i autonoma system på Rise och verksamhetschef för flygningarna.

Den största utmaningen för det svenska teamet var ändå testet strax innan nyår. Då skulle drönaren flyga autonomt och utom synhåll – det som i branschen kallas ”beyond visual line of sight”(BVLOS).

– När farkosten styrdes från Italien hade vi operatör på plats som hela tiden såg den och kunde gå in och ta över. När vi levererade thaimat var den utom synhåll för mig som var operatör, säger Andreas Gising, och adderar:

– Den största utmaningen är inte teknisk, utan regulatorisk.

Rasmus Lundqvist

Rasmus Lundqvist har axlat ansvaret att hantera allt som krävs för att få utföra en sådan flygning.

– För att få ett tillstånd måste man gör en riskanalys som godkänns av Transportstyrelsen, men även annat som personer, farkost, organisationen och rutiner kontrolleras, förklarar han.

Det går inte att tumma på säkerheten i någon detalj i ett system som detta. Därför blir också riskanalysen den viktigaste pusselbiten inför ett tillstånd. Den delas in i två delar: risken i luften och risken på marken.

– Vi flög i Linköping som är en svår miljö att få tillstånd att flyga i eftersom det är mycket aktivitet i luften. Det finns ambulansheli­koptrar, en militär och en civil flygplats, konstaterar Rasmus Lundqvist.

Forskningsprojektet Award2

Under förra året deltog det svenska forskningsinstitutet Rise i ett internationellt forskningsprojekt, delfinansierat av EU:s organisation EIT Digital. Inom projektet tittade europeiska forskare på teknik för att automatisera en lagerprocess. Det handlar om att effektivt hantera väldigt stora lager, typ ett Amazon-lager.

Tanken är att använda autonoma truckar som plockar fram varor, lägger dem på pallar som lastbilar sedan hämtar. Till detta kommer en modul för så kallad last-mile-delivery, som hanterar de paket som inte har långt till kunden. Här kommer Rise in, som byggt ett drönarsystem för detta.

Forskningsprojektet inkluderar planering och smart schemaläggning av resurser. Den delen har främst hanterats av det italienska forskningsinstitutet Fondazione Bruno Kessler, medan italienska University of Trento har ansvarat för de autonoma truckarna. Det nederländska analysföretaget Bright Cape har haft ansvar för affärsmodellen liksom maskin-inlärning som analyserar data från gamla ordrar för att skapa så kallad batching-and-slotting. Det betyder att varor som skeppas ofta ska läggas på de hyllor som finns närmast olika knutpunkter.

Det svenska forskningsinstitutet har således haft ansvar för en del i ett större system. Rise har byggt en drönare som kan lyfta en last och flyga en viss sträcka. Drönaren är även integrerad mot schema-läggaren som är utvecklad i Italien. Olika tester har genomförts. Dels ett där schemaläggnings-programmet i Italien fjärrstyrt drönaren i Sverige, och dels ett där drönaren flög utom synhåll och levererade en låda med mat in till universitetsområdet i Linköping.

Projektet, kallat Award2, pågick under hela 2019 och är en förlängning av ett tidigare projekt, Award, som löpte under 2018.

Risken i luften hanterades genom att flygningen tilldelades en slot-tid. Under flygningen etablerades dessutom kontakt med det militära flygtornet, som skötte separationen mellan ­drönaren och andra farkoster. Risken på marken omfattade flera bitar. Dels måste själva flygrutten godkännas, och dels måste flygningen utföras inom en begränsad kalendertid. Andra detaljer som exempelvis tillförlitligheten hos farkosten är också väsentlig.

– En del av vårt uppdrag var att visa att det är möjligt att i Sverige genomföra den här typen av flygningar utom synhåll. Slutsatsen är att det går med dagens regelverk, men det är inte enkelt.

Den största utmaningen är inte valet av de enskilda hårdvarorna, som batterier, dator, motor, kolfiberarmar och annat. Istället är det systemet som helhet och vilka säkerhetsfunktioner som finns, som är avgörande. Alla möjliga scenarior där det halvvägs under en flygning kan gå fel måste tänkas igenom och mitigeras.

För att kunna genomföra uppdraget har Rise tagit fram ett eget säkerhetssystem kallat Drone Safety Service, kort DSS. Det är ett system med säkerhetsfunktioner som forskarna tänker att många aktörer i drönarbranschen ska kunna använda i framtiden.

– Ett enkelt exempel är ett så kallat geofence. Det är mjukvara som ser till att farkosten inte kan flyga utanför ett fördefinierat område. Här bygger vi olika typer av säkerhetslager som vi vill återanvända i olika applikationer, förklarar Andreas Gising, och ger ett annat exempel:

– För drönarleveransen har vi även kod som inväntar klartecken innan landning får ske. Mottagaren kontrollerar att landningsområdet är säkrat och ger klartecken via till exempel en smartphone varvid drönaren landar, släpper paketet och sedan återvänder.

DSS realiseras i en modul och intentionen är att göra säkerhetssystemet kompatibelt med många olika typer av autopiloter. Det betyder att om ett företag utvecklar en applikation som sköter all sin kommunikation genom Drone Safety Service så kan det sedan lyfta över den applikationen till en helt annan farkost om den också använder Drone Safety Service.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

– I förlängningen kan man tänka sig att det blir som en App Store för drönare. Då blir det intressant för företag att utveckla applikationer, dels för att använda dem på flera av sina egna farkoster och dels för att sälja, byta och samarbeta med andra, säger Andreas Gising.

Läs även Regelverket sätter stopp

MER LÄSNING:
 
Pappersmagasinet Nyhetsbrev
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)