Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een nieuw navigatiesysteem ontwikkeld waarmee drones veilig door onbekende omgevingen kunnen vliegen, ook wanneer er bewegende obstakels aanwezig zijn. Het systeem, genaamd SANDO, berekent een vliegroute die mathematisch gegarandeerd vrij blijft van botsingen. Dat is een belangrijke stap voor toepassingen waarbij drones zelfstandig moeten navigeren op plekken waar vooraf geen complete kaart beschikbaar is, zoals bij zoek- en reddingsacties, brandbestrijding en inspecties.
Inhoudsopgave
Rekening houden met bewegende objecten
Drones kunnen een belangrijke rol spelen bij het verkennen van gevaarlijke situaties, zoals ingestorte gebouwen of gebieden waar brand woedt. Maar zelfstandig vliegen in zulke omgevingen is ingewikkeld. Een drone moet niet alleen obstakels herkennen, maar ook rekening houden met objecten die onverwacht bewegen. Een route die enkele seconden eerder nog veilig was, kan daardoor ineens een botsingsrisico opleveren.
Veel bestaande navigatiesystemen zijn vooral ontworpen voor omgevingen waarin obstakels niet bewegen, of waarin vooraf bekend is waar ze zich bevinden. SANDO probeert dat probleem op te lossen door niet alleen de huidige positie van een obstakel te bekijken, maar ook rekening te houden met de mogelijkheid dat de situatie op elk moment kan veranderen.
Virtuele veiligheidszone
Om dat voor elkaar te krijgen, creëert het systeem een virtuele veiligheidszone waarbinnen de drone zich kan bewegen. Die zone wordt voortdurend aangepast aan de omstandigheden. De drone gebruikt zijn sensoren om de omgeving in kaart te brengen en bewegende objecten te herkennen.
Vervolgens berekent SANDO hoeveel ruimte die objecten mogelijk nodig hebben. Daarbij hoeft het systeem niet precies te weten waar een obstakel naartoe gaat. Het houdt rekening met de maximale snelheid waarmee het zich kan verplaatsen en bepaalt zo welke gebieden het mogelijk kan bereiken.
Getest met echte drones
Terwijl de drone vliegt, wordt de omgeving opnieuw beoordeeld en kan de route worden aangepast. SANDO zoekt daarbij naar een zo efficiënt mogelijke vliegroute binnen de berekende veiligheidszone.
De onderzoekers hebben het systeem zowel in simulaties als met een echte drone getest. Tijdens twaalf testvluchten wist de drone alle bewegende obstakels te vermijden. In simulaties bereikte de drone bovendien sneller zijn bestemming dan verschillende bestaande navigatiesystemen.
Interessant voor autonome toepassingen
De ontwikkeling is vooral interessant voor drones die zelfstandig moeten opereren in complexe omgevingen, bijvoorbeeld bij zoek- en reddingsacties, inspecties of het verkennen van gebouwen.
SANDO is voorlopig een onderzoeksproject en nog geen navigatiesysteem dat direct beschikbaar is voor commerciële drones. De onderzoekers willen het systeem verder verbeteren, onder meer door de benodigde rekenkracht te verminderen.
De ontwikkeling laat zien dat autonome navigatie steeds verder gaat dan het volgen van vooraf ingestelde routes. Drones moeten in de toekomst mogelijk zelfstandig door complexe omgevingen kunnen vliegen en daarbij niet alleen obstakels herkennen, maar ook rekening houden met hun mogelijke bewegingen.
(bron: MIT News)
