AI Maakt het Makkelijker voor Drones om Terrein te Scannen en Op te Graven

Onderzoekers van de Aarhus Universiteit (AU) en de Technische Universiteit van Denemarken (DTU) hebben samengewerkt aan een project dat tot doel heeft de kosten van meten en documenteren van grind- en kalksteen groeven te verlagen, terwijl het tegelijkertijd sneller en gemakkelijker is dan de traditionele methode.

Het project omvatte het gebruik van kunstmatige intelligentie (AI), die de traditioneel door mensen gecontroleerde drones overnam die momenteel worden gebruikt om de taak te voltooien.

Erdal Kayacan is een associate professor en expert in kunstmatige intelligentie en drones aan de afdeling Engineering van de Aarhus Universiteit.

“We hebben het hele proces volledig geautomatiseerd. We vertellen de drone waar hij moet beginnen en de breedte van de muur of rotsachtig gebied dat we willen fotograferen, en dan vliegt hij zigzaggend langs de hele lengte en landt automatisch,” zegt Kayacan.

Beperkingen van Menselijk Gecontroleerde Drones

De huidige methode van meten en documenteren van grind- en kalksteen groeven, kliffen en andere natuurlijke en door de mens gemaakte formaties is afhankelijk van drones om het gebied te fotograferen. Een computer ontvangt vervolgens de opnames en converteert alles automatisch en maakt een 3D-terreinmodel.

Een van de nadelen van deze methode is dat drone-piloten veel kosten en de metingen tijdrovend zijn. Bij een opgraving moet de drone-piloot ervoor zorgen dat de drone op een constante afstand van de muur blijft. Tegelijkertijd moet de drone-camera loodrecht op de muur worden gehouden, waardoor het een complexe en moeilijke taak wordt.

Om de computer de beelden te laten converteren en een 3D-figuur te maken, moet er een specifieke overlap in de beelden zijn. Dit is het hoofdproces dat door de kunstmatige intelligentie werd geautomatiseerd en dat de complexiteit van het voltooien van de taak drastisch vermindert.

“Onze algoritme zorgt ervoor dat de drone altijd op dezelfde afstand van de muur blijft en dat de camera constant zichzelf loodrecht op de muur herpositioneert. Tegelijkertijd voorspelt onze algoritme de windkrachten die op het drone-lichaam werken,” zegt Kayacan.

AI Overwint Windprobleem

De kunstmatige intelligentie helpt ook om het windprobleem te overwinnen, dat een van de grootste uitdagingen is bij autonome drone-vluchten.

Mohit Mehndiratta is een bezoeker van de Ph.D. aan de afdeling Engineering van de Aarhus Universiteit.

“Het ontworpen Gaussian procesmodel voorspelt ook de wind die in de nabije toekomst zal worden ontmoet. Dit betekent dat de drone zich kan voorbereiden en corrigerende acties kan nemen voordat het nodig is,” zegt Mehndiratta.

Wanneer een door de mens gecontroleerde drone deze taak uitvoert, kan zelfs een lichte bries de koers veranderen. Met de nieuwe technologie kunnen windstoten en de algehele windsnelheid worden meegenomen.

“De drone meet de wind niet daadwerkelijk, hij schat de wind op basis van de invoer die hij ontvangt terwijl hij beweegt. Dit betekent dat de drone reageert op de kracht van de wind, net zoals wij mensen onze bewegingen corrigeren wanneer we worden blootgesteld aan een sterke wind,” zegt Kayacan.

Het onderzoek werd voltooid in samenwerking met het Deense Hydrocarbon Onderzoeks- en Technologiecentrum bij DTU, en de resultaten van het project zullen in mei 2020 worden gepresenteerd op de Europese Controleconferentie.