Dodatkowa ochrona zwiększająca bezpieczeństwo

Tryb awaryjnego lądowania, w który wyposażony został dron Matrice 300 RTK, polega na wprawieniu urządzenia w rotację przy wykorzystaniu trzech z czterech silników. Spadając, obraca się ono około 2-3 razy na sekundę dopóki nie wyląduje na ziemi.

Dynamiczne obroty umożliwiają bardziej równomierne rozłożenie siły nośnej pod dronem, pozwalając zachować umiarkowaną stabilność urządzenia w powietrzu. W rzeczywistości, kiedy zostanie już wprawiony w obroty, Matrice 300 RTK przypomina trochę żyroskop lub koło zamachowe.

O ile funkcjonalność ta wygląda niecodziennie, jest tak naprawdę nadzwyczajna – Matrice 300 RTK może zrobić coś, co do tej pory było dla quadcopterów niemożliwe: wylądować z trzema działającymi silnikami.

Brzmi fantastycznie, prawda? Tak właśnie jest. Tylko popatrzcie.

“Tryb awaryjnego lądowania na trzech silnikach”

Jeżeli miałeś kiedyś do czynienia z quadcopterami, na pewno znasz brutalną prawdę – jeśli choć jeden silnik ulegnie uszkodzeniu, Twój UAV spadnie i prawdopodobnie nie będzie to delikatne lądowanie. Dron spadnie z taką prędkością, z jaką grawitacja ściągnie go w kierunku ziemi.

To rzadko spotykane, ale rzeczywiste ryzyko sprawia, że niektórzy użytkownicy wybierają hexacoptery, takie jak na przykład Matrice 600. Kiedy któryś z ich sześciu silników przestanie działać, dron wciąż może zostać bezpiecznie sprowadzony na ziemię przez operatora. Niestety w przypadku drona wyposażonego w cztery silniki, przy awarii jednego z nich nawet najlepszy pilot nie uchroni urządzenia przed nieuniknionym.

– Ogólnie rzecz biorąc, jeśli jedno śmigło przestanie działać, trzy pozostałe nie będą w stanie zapewnić dronowi wystarczającej siły nośnej – wyjaśnia Freda Peng, Senior Product and Solution Manager DJI. – I te trzy śmigła nie zagwarantują urządzeniu stabilnego lotu.

O ile podobne ryzyko możemy zaakceptować w przypadku ręcznie zbudowanych jednostek lub niedrogich quadcopterów konsumenckich, o tyle w świecie dronów przemysłowych ryzyko jest zbyt duże. Kiedy mamy do czynienia z kamerami wyższej klasy, takimi jak seria H20 czy LiDAR stawka jest znacznie wyższa. Podobne drony to drogie maszyny z równie drogimi dodatkami, takimi jak technologia RTK wykorzystywana dla osiągnięcia większej dokładności przestrzennej. Ponadto operatorzy wykorzystujący drony przemysłowe, nie mogą zwykle pozwolić sobie na przestoje w pracy.

Niewielkie ryzyko awarii

Produkty DJI budowane są w taki sposób, aby mogły wiele przetrwać. Ryzyko wystąpienia awarii systemu jest bardzo niskie. Inżynierowie DJI wyliczyli, że prawdopodobieństwo usterki silnika lub regulatora ESC wynosi tylko około 0,01%. To bardzo małe prawdopodobieństwo.

Awaria jest jednak prawdopodobna. Szczególnie wtedy, kiedy drony pracują w trudnych terenach, charakterystycznych dla wielu przemysłowych zawodów. DJI postanowił więc dodać nową, przydatną i przełomową funkcję dla swojej platformy Matrice 300 RTK, która może ją ocalić.

Jak to działa?

Kontroler lotu, w który wyposażony jest każdy dron, działa przez cały czas. Jednym z jego kluczowych zadań jest zapewnienie stabilności urządzenia. Nieprzerwanie monitoruje czujniki pokładowe, oraz prędkość wszystkich silników aby mieć pewność, że dron jest wypoziomowany. We współpracy z elektronicznymi regulatorami prędkości ESC na zmianę przyspiesza i zwalnia działanie silników, aby dać użytkownikowi gwarancję stabilności w powietrzu. Wspomniane kontrole systemowe odbywają się kilkaset razy na sekundę, a drobne regulacje przeprowadzane są niemal nieprzerwanie.

W przypadku Matrice 300 RTK kontroler lotu i inne algorytmy systemowe robią coś zupełnie nowego i bezprecedensowego dla quadcopterów DJI: jeśli wyczują, że dron stracił moc silnika lub że silnik obraca się zbyt wolno, kontroler lotu przejmuje sterowanie. Uruchamia wypadkowy tryb zaprojektowany w taki sposób, aby bezpiecznie ściągnąć maszynę na dół lub umożliwić pilotowi ręczne doprowadzenie Matrice 300 RTK w bezpieczne miejsce do lądowania.

Szybki Ratownik

Możesz myśleć o tym oprogramowaniu jak o swego rodzaju ratowniku, który jako pierwszy udziela pomocy w razie wypadku. Pokładowa kontrola lotu rejestruje anomalie silnika w czasie krótszym niż 100 ms. Dodatkowy bufor 100 ms pozwala uniknąć fałszywego wykrycia usterki, zanim nastąpi automatyczne przełączenie w tryb awaryjnego lądowania na trzech silnikach. Udoskonalone algorytmy kontroli lotu M300 RTK eliminują jednak wszelkie opóźnienia, zanim oprogramowanie przejmie kontrolę nad dronem i uruchomi ratunkowe obroty.

Nikogo nie powinno dziwić, że rezultatem opisywanej dynamicznej rotacji jest stopniowe znoszenie drona w bok. Matrice 300 RTK może dryfować na odległość nawet 30 m, zanim zostanie sprowadzony na dół. Co ciekawe, urządzenie tak naprawdę nie ląduje, działając – pilot, wykorzystując specjalną komendę joysticka, wyłącza silniki, gdy Matrice 300 RTK jest już bardzo blisko ziemi. Dzięki temu, może liczyć na jego bezpieczne lądowanie na miękkim podłożu, na przykład na trawie.

– Wciąż testujemy i optymalizujemy – mówi Peng. – Nasi inżynierowie będą więc nadal aktualizować tę funkcję.

Najpierw Matrice 300 RTK

Jak wspomina Freda Peng, omawiana funkcja była planowana dla Matrice 300 RTK od samego początku. Mimo, że wprowadzenie jej stanowiło spore wyzwanie, producent wiedział, że konsumenci zareagują optymistycznie na wieść o jej istnieniu – zwłaszcza w wypadku wysokiej klasy modelu przemysłowego.

Na ten moment tryb dostępny jest tylko dla Matrice 300 RTK. Peng zaznacza, że istnieje możliwość wprowadzenia go do innych modeli DJI w przyszłości, ale w tej chwili w centrum uwagi znajduje się Matrice 300 RTK.

Stworzona przez DJI Biała księga zawiera wszystkie najważniejsze szczegóły związane z nowym trybem. Znajdziesz ją tutaj.

Nadzwyczajny

To niesamowite, w jaki sposób opisywana funkcja przeszła od wstępnego konceptu do inżynieryjnej rzeczywistości. Będzie jeszcze wspanialej, gdy usłyszymy raporty opisujące, jak naprawdę funkcja ta ocaliła Matrice 300 RTK w miejscu pracy.

Prawdopodobieństwo, że tryb awaryjnego lądowania na trzech silnikach będzie kiedykolwiek potrzebny, jest w zasadzie niskie. Ale w jednym z tych rzadkich przypadków, kiedy coś pójdzie źle, ta autonomiczna funkcja może sprawić, że kryzysowa sytuacja będzie miała pozytywny finał.