Wanneer je het voor het eerst ziet, ziet de nieuwe Three Propeller Emergency Landing Mode er zowel indrukwekkend als ook een beetje vreemd uit. De modus zet de drone in een snelle spin, waar hij tussen de twee en drie keer per seconde begint te draaien. Dat klopt, de hele drone draait terwijl hij vliegt totdat hij weer op de grond staat.
En in die rotatie is zijn redding. Door het snelle draaien kunnen de motoren hun stuwkracht gelijkmatiger onder de drone verdelen, waardoor de relatieve stabiliteit behouden blijft. Omdat de arm met de niet werkende motor nooit lang op één plek blijft, kan de drone onmogelijk naar die arm gaan vallen. Als het ronddraaien eenmaal aan de gang is, lijkt de Matrice 300 RTK zelfs een beetje op een gyroscoop of een vliegwiel.
<!–[if lte IE 8]>
En hoewel het er vrij ongewoon uitziet, is dit eigenlijk best opmerkelijk: de Matrice 300 RTK kan doen wat historisch gezien onmogelijk was voor een quadcopter: vliegen met drie motoren.
Klinkt geweldig, toch? Het is. Kijk gewoon.
Inhoudsopgave
“Drie Propeller Noodlanding Mode”
Als je al een tijdje in de buurt van quadcopters bent, weet je de harde waarheid: als één motor uitvalt, valt je UAS uit de lucht. En ook niet met een zacht gefladder. Je drone gaat naar beneden, vrijwel net zo snel als de zwaartekracht hem naar de grond kan trekken. Het einde van die val – de crash – zal niet mooi zijn.
Dat verre maar zeer reële risico op mislukking is de reden waarom sommige mensen traditioneel hebben gekozen voor hexacopters zoals het Matrice 600-platform. Wanneer een van de zes motoren uitvalt, kan een drone nog steeds veilig naar de grond worden gebracht door een fatsoenlijke piloot. Maar niet als er maar vier motoren zijn. Dan kan zelfs de best denkbare piloot hem niet redden van het onvermijdelijke.
“Normaal gesproken, als je de stuwkracht van één propeller verliest, kunnen de drie resterende propellers de drone niet genoeg stuwkracht leveren”, legt Freda Peng van DJI, Senior Product and Solution Manager bij DJI, uit. “En die drie propellers kunnen de drone niet stabiel laten vliegen.”
Hoewel dat soort risico acceptabel kan zijn voor een zelfgebouwde eenheid of een goedkope consumentenquadcopter, is het een andere situatie in de wereld van zakelijke drones. Met geavanceerde sensoren, zoals de H20-serie, LiDAR en krachtige optische zoomlenzen, ligt de inzet veel hoger. Deze drones zijn dure machines met dure extra’s, zoals Real-Time Kinematic (RTK)-technologie voor een grotere ruimtelijke nauwkeurigheid. Ze zijn ook constant in trek op industriële werkterreinen, waar stilstand gewoon geen optie is.
Kans op mislukking laag
Natuurlijk zijn DJI-producten gemaakt om lang mee te gaan. En de kans op een storing met een voortstuwingssysteem is zeer klein. In feite hebben DJI-ingenieurs berekend dat de kans op een motor- of ESC-storing ongeveer 0,01 procent is. Dat zijn vrij lage kansen.
Maar er kunnen fouten optreden, vooral wanneer drones opereren in de ruige omgevingen die veel industriële banen bepalen. Als gevolg hiervan besloot DJI dat het nuttig zou zijn om een kritische functie toe te voegen aan zijn nieuwe Matrice 300 RTK-platform. Door gebruik te maken van software in combinatie met zijn flight control board, heeft de Matrice 300 RTK een levensreddende functie.
Hoe het werkt
Op elke drone werkt de vluchtcontroller de hele tijd. Een van de belangrijkste taken is het zorgen voor een stabiele vlucht. Het doet dit door constant de sensoren aan boord te controleren om ervoor te zorgen dat de drone waterpas staat – en ook door constant de RPM’s van alle motoren te controleren. In combinatie met de elektronische snelheidsregelaars of ESC’s versnelt en vertraagt het de motoren continu om ervoor te zorgen dat de drone altijd rotsvast in de lucht is. Deze systeemcontroles vinden honderden keren per seconde plaats, waarbij voortdurend kleine aanpassingen plaatsvinden.
Met de Matrice 300 RTK doen de vluchtcontroller en andere gespecialiseerde software-algoritmen nu iets geheel nieuws en ongekends voor een DJI quadcopter: als ze voelen dat de drone geen vermogen meer heeft in een motor, of dat een motor genoeg onder de snelheid draait om te veroorzaken een stabiliteitsprobleem, neemt de vluchtcontroller het over. Het zet de drone in een noodoverlevingsmodus die is ontworpen om de machine veilig neer te halen – of om de piloot de Matrice 300 RTK handmatig naar een veiligere locatie te laten landen voor een landing.
Snelle eerste-responder
Je zou dit hardware- en softwarepakket in sommige opzichten kunnen zien als een First Responder. De vluchtbesturingskaart kan een motorafwijking in minder dan 100 milliseconden detecteren. Een extra buffer van 100 milliseconden is toegestaan om detectie van valse fouten te voorkomen voordat automatisch wordt overgeschakeld naar de noodlandingsmodus met drie propellers. Langer dan 200 milliseconden zou de hoeksnelheid van de drone te hoog zijn om te controleren – een groot obstakel bij een gecontroleerde noodlanding met drie propellers. De verbeterde vluchtcontrole-algoritmen van de M300 RTK hebben elke vertraging vrijwel geëlimineerd voordat de software het overneemt om de drone in zijn levensreddende spin te brengen.
Het is niet verrassend dat er enige drift optreedt als gevolg van al die rotatie-energie. De Matrice 300 RTK kan zo’n 30 meter afdrijven voordat hij naar de grond wordt gebracht. Het landt echter niet echt tijdens het draaien. De piloot gebruikt een speciaal joystickcommando om de motoren uit te schakelen zodra de Matrice 300 RTK heel dicht bij de grond is – en hopelijk een zachter oppervlak zoals gras.
“We blijven testen en optimaliseren”, zegt Peng. “Dus ingenieurs zullen deze functie blijven updaten.”
Een Matrice 300 RTK First
Volgens Freda Peng van DJI was deze functie vanaf het begin gepland voor de Matrice 300 RTK. Hoewel het zeker een technische uitdaging was, wist DJI dat dit een functie was die klanten zouden verwelkomen, vooral op een duurder bedrijfsmodel.
Op dit moment is deze functie alleen beschikbaar op de Matrice 300 RTK. Peng zegt dat het mogelijk zijn weg zal vinden naar andere DJI-producten, maar de focus ligt voorlopig op de Matrice 300 RTK.
DJI heeft een White Paper geschreven waarin in meer detail wordt geschetst hoe het proces werkt. Dat vind je hier.
Opmerkelijk
Het is verbazingwekkend om te zien hoe deze functie is uitgegroeid van een concept tot een technische realiteit. Het zal nog verbazingwekkender zijn als we enkele meldingen krijgen dat dit daadwerkelijk een Matrice 300 RTK op de werkplek bespaart.
De kans is klein dat de meeste Matrice 300 RTK-gebruikers ooit een Three Propeller Landing nodig zullen hebben. Maar voor die zeldzame gelegenheden dat er iets vreselijk mis gaat… kan deze autonome functie het goed maken.
Lees meer over de veiligheidsvoorzieningen in de M300 RTK.
