Een team van onderzoekers van de Luleå University of Technology, in Zweden, heeft een nieuw raamwerk ontwikkeld voor het uitvoeren van visuele inspecties van grote 3D-infrastructuren met behulp van volledig autonome micro-luchtvaartuigen (MAV's). In hun krant voorgepubliceerd op arXiv, ze introduceren een luchtinspectiesysteem met een hoge mate van autonomie, die mogelijk op grote schaal kunnen worden ingezet voor de inspectie van oude infrastructuren.

"Verouderde infrastructuur wordt een belangrijk probleem voor ontwikkelde samenlevingen, met hogere kosten en een groot gevaar voor de menselijke inspecteurs die de algehele operatie uitvoeren, "George Nikolakopoulos, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Dus, vijf jaar geleden, we stelden ons luchtrobots met armen voor om autonome inspectie en onderhoud uit te voeren op een meer betaalbare, snel, productieve en veilige manier."

In het kader van Nikolakopoulos en zijn collega's, er worden meerdere MAV’s ingezet voor de inspectie van een infrastructuur, uitsluitend vertrouwen op hun boordcomputer en sensorische systemen. Een modulair systeem dat lokalisatie, padplanning en mappingtechnologie zorgt ervoor dat de MAV's snel kunnen worden ingezet, het verminderen van de uitvoeringstijd van de missie, zodat deze voldoet aan de behoeften van de operator.

"Gegeven een concept geometrisch model van de te inspecteren infrastructuur, bijv. een doos of een kegel, we definiëren met onze algoritmen paden voor de MAV's die een volledige visuele inspectie kunnen garanderen, Nikolakopoulos legde uit. "De luchtrobots vliegen autonoom rond, het verzamelen van afbeeldingen en het vermijden van botsingen. Bij de landing, de verzamelde informatie wordt omgezet in een dichte 3D-reconstructie van de infrastructuur."

Het door Nikolakopoulos en zijn collega's ontwikkelde systeem omvat drie belangrijke componenten:een op geometrie gebaseerde padplanner, een nauwkeurige en flexibele lokalisatiecomponent, en een nabewerkingsschema voor visuele gegevens. De component padplanner plant effectief de gezamenlijke dekking van complexe structuren met behulp van meerdere MAV's.

De lokalisatiecomponent, anderzijds, biedt nauwkeurige pose-schattingen voor de MAV's met behulp van een ultrabreedband (UWB)-gefuseerd traagheidsschattingsschema. Eindelijk, het nabewerkingsschema stelt de onderzoekers in staat om 3D-modellen van de infrastructuren te bouwen, met behulp van de visuele gegevens die door de luchtvaartuigen zijn verzameld.

"De belangrijkste wetenschappelijke en technologische impact van onze studie is het feit dat de meerdere MAV's werken in een niet door mensen gecontroleerde benadering, Nikolakopoulos zei. "Ze hebben een zeer hoge mate van autonomie en een volledige industriële productie om de vereiste inspectietaken uit te voeren. Zover ik weet, dit is de eerste keer dat MAV's wereldwijd zijn ingezet voor inspectie van windturbines."

Nikolakopoulos en zijn collega's evalueerden de prestaties van hun autonome navigatiesysteem in een reeks realistische veldexperimenten in de buitenlucht, waarbij grootschalige infrastructuren werden geïnspecteerd. Deze testen waren voornamelijk gericht op de inspectie van windturbines, die bijzonder uitdagende structuren zijn.

De resultaten die in deze voorlopige evaluaties zijn verzameld, zijn veelbelovend, het benadrukken van de verdiensten en het potentieel van het voorgestelde systeem voor de inspectie van grote en complexe infrastructuren. In de toekomst, de door Nikolakopoulos en zijn collega's ontwikkelde aanpak zou op grote schaal kunnen worden ingezet, de weg vrijmaken voor volledig geautomatiseerde inspecties met behulp van luchtrobotica.

"We bevinden ons nu in de fase van het commercialiseren van het algemene idee, zowel als een service als een platform, dus we werken volop aan het opbouwen van onze spin-off en het versterken van de toekomstige financiële plannen, ' zei Nikolakopoulos.

© 2019 Wetenschap X Netwerk