Nu kan droner scanne terræn og udgravninger helt selv

Et forskningsprojekt på Aarhus Universitet i samarbejde med Danmarks Tekniske Universitet kan meget vel betyde langt hurtigere, billigere og lettere opmåling og dokumentation af eksempelvis grusgrave og kalkbrud i fremtiden.

Projektet har nemlig ladet kunstig intelligens overtage styringen af de menneskekontrollerede droner, man i dag bruger til selvsamme opgave.

”Vi har gjort hele processen fuldstændig automatisk. Vi fortæller dronen, hvor den skal starte, og hvor bredt et stykke af væggen den skal affotografere, og så flyver den zig zag hele vejen og lander automatisk,” siger lektor Erdal Kayacan, som er ekspert i kunstig intelligens og droner ved Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet.

Opmåling og dokumentation af grusgrave, kalkbrud, klintevægge og andre lignende naturlige og menneskeskabte formationer foretages i dag af oftest droner, der affotograferer det pågældende område. Optagelserne lægges efterfølgende ind på en computer, der automatisk omdanner det hele til en terrænmodel i 3D.

Men dronepiloter er bekostelige, og opmålingerne tidskrævende, da dronen skal styres manuelt med samme konstante afstand til udgravningens vægge, og samtidig skal dronens kamera altid holdes vinkelret på væggen.

Desuden skal der være et bestemt overlap i de billeder, der tages, således at computeren bagefter kan ”sy” billederne sammen til en stor 3D-figur.

Det er denne proces, forskere fra Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet, nu har automatiseret med en kunstig intelligens.

”Vores algoritme sikrer, at dronen altid har samme afstand til væggen og sørger konstant for at positionere kameraet til at være vinkelret på væggen. Samtidig har vi givet den kunstige intelligens mulighed for at estimere vinden og tage højde for den, når den flyver,” siger Erdal Kayacan.

Og dermed har forskerne taget højde for en af de store udfordringer, der eller er forbundet med autonom droneflyvning: Vindpåvirkning.

"Den gaussiske procesmodel, vi har designet til opgaven, forudsiger den vind, dronen bliver påvirket af i den nærmeste fremtid. På denne måde kan dronen klarkøre og korrigere sin rute på forhånd," siger Mohit Mehndiratta, en besøgende ph.d.-studerende på Institut ved Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet.

I dag skal der ikke meget mere til end en brise for at blæse en drone ud af kurs, men ved hjælp af såkaldt gaussiske processer har teamet taget højde for både vindstød og den generelle vindhastighed.

”Dronen måler ikke vinden, den estimerer vinden på baggrund af de inputs, den får fra sine bevægelser. Dronen reagerer således på den kraft, vinden påvirker dronekroppen med, præcis ligesom når vi mennesker korrigerer vores bevægelser, når vi udsættes for en kraftpåvirkning fra vinden,” siger lektoren.

Forskningsprojektet er udarbejdet i samarbejde med Center for Olie og Gas ved DTU. Resultaterne af projektet bliver fremvist til European Control Conference til maj 2020.