Lyckade fältexperiment med drönare

Forskare vid Luleå tekniska universitet har genomfört ett framgångsrikt fältförsök med autonoma drönare. – Om två eller tre år kommer det att vara möjligt att använda den här tekniken för luftburen inspektion av vindkraftverk, säger George Nikolakopoulos, professor i robotik och automation.

Vindkraftverken blir allt större och ju större vindturbiner, desto mer kilowatt kan de producera. Men större vindkraftverk innebär också ökade svårigheter med att inspektera dem. Vanligtvis används kran och människor för att inspektera såväl rotorblad som den övergripande strukturen. Underhåll och inspektion är således kostsamt, tidskrävande och riskfyllt för dem som ska utföra inspektionen. Lösningen på det här kan vara att istället låta autonoma drönare göra jobbet.

– Att använda drönare är snabbare, billigare och säkrare. En autonom drönare kan uppfatta den omgivande miljön med stor detaljrikedom och få mycket mer pålitliga resultat av analyser och skanningar, säger George Nikolakopoulos.

– En autonom flygfarkost är programmerad för att analysera omgivningen och utföra olika uppgifter, till exempel inspektion eller interaktion med miljön. Den kan fungera relativt självständigt och "fatta” autonoma beslut utan någon mänsklig inblandning av exempelvis piloter.

Stora utmaningar utomhus

Förra veckans fälttester ägde rum i Bureå i Västerbotten. Mitt i skogen satte forskarna upp sitt utomhuslaboratorium. I fokus var ett av Skellefteå krafts vindkraftverk och så klart de autonoma drönarna. Drönarens uppgift var att inspektera vindkraftverket och rekonstruera en 3D-modell för att med hjälp av den kunna upptäcka eventuella fel och sprickor. Att utföra uppgiften utomhus är extremt mer utmanande jämfört med att göra samma sak inomhus i ett labb. Utomhus finns inga referenspunkter för drönaren och det knepigaste är just att få drönaren att förstå var den befinner sig.

– Vi lyckades flyga autonomt med stor autonomi och precision vid lokalisering och det var ett mycket framgångsrikt och stort steg för oss. Det goda resultatet gör vår forskningsgrupp unik i Europa, säger George Nikolakopoulos.

Lokalisering nyckeln till framgång

I takt med att beräkningskraften utvecklas kan även allt mer komplicerade kontrollalgoritmer köras ombord på drönarna vilket leder till att de uppfattar och bearbetar omgivningen mycket snabbare. Det i kombination med förbättrad lokaliseringsnoggrannhet har spelat en avgörande roll för att experimenten lyckas just nu.

– 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. 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 gjordes inom projektet Aeroworks, ett EU Horizon 2020-projekt. Syftet med Aeroworks-projektet är att autonoma drönare, så kallade obemannade luftfarkoster (Unmanned Aerial Vehicle, UAV’s), ska kunna flyga, samarbeta och utföra specifika uppgifter självständigt utan kontroll av människor (förutom själva programmeringen). Luleå tekniska universitet och Skellefteå kraft är två partner i projektet.

Kontakt

George Nikolakopoulos

George Nikolakopoulos, Professor

Telefon: 0920-491298
Organisation: Reglerteknik, Signaler och system, Institutionen för system- och rymdteknik

I media

Taggar