Hoe drones blijven vliegen als een motor uitvalt (video)

Onderzoekers van de universiteiten van Zürich en Delft hebben nu een oplossing voor dit probleem gevonden: ze laten zien dat informatie van boordcamera’s kan worden gebruikt om de drone te stabiliseren en autonoom te laten vliegen nadat een rotor plotseling het begeeft.

Draaien als een ballerina

"Als een rotor het begeeft, begint de drone op zichzelf te draaien als een ballerina", zegt Davide Scaramuzza (UZH). "Deze roterende beweging met hoge snelheid zorgt ervoor dat standaardcontrollers uitvallen, tenzij de drone toegang heeft tot zeer nauwkeurige positiemetingen." Met andere woorden, zodra hij begint te draaien, kan de drone zijn positie in de ruimte niet meer inschatten, waardoor hij uiteindelijk crasht.

Een manier om dit probleem op te lossen, is door de drone via GPS een referentiepositie te geven. Maar er zijn veel plaatsen waar gps-signalen niet beschikbaar zijn. In hun onderzoek hebben de onderzoekers dit probleem voor het eerst opgelost zonder op GPS te vertrouwen, in plaats daarvan met behulp van visuele informatie van verschillende soorten ingebouwde camera’s.

Eventcamera’s werken goed bij weinig licht

De onderzoekers rustten hun quadcopters uit met twee soorten camera’s: standaardcamera’s, die meerdere keren per seconde beelden opnemen met een vaste snelheid, en eventcamera’s, die zijn gebaseerd op onafhankelijke pixels die alleen worden geactiveerd wanneer ze een verandering in het licht detecteren dat bereikt hen.

Het onderzoeksteam ontwikkelde algoritmen die informatie van de twee sensoren combineren en gebruiken om de positie van de quadrotor ten opzichte van zijn omgeving te volgen. Hierdoor kan de boordcomputer de drone besturen terwijl hij vliegt – en draait – met slechts drie rotoren. De onderzoekers ontdekten dat beide typen camera’s goed presteren onder normale lichtomstandigheden. "Wanneer de verlichting echter afneemt, beginnen standaardcamera’s bewegingsonscherpte te ervaren die uiteindelijk de drone desoriënteert en crasht, terwijl eventcamera’s ook goed werken bij zeer weinig licht", zegt eerste auteur Sihao Sun.