logo Airborn

blog

  • powrót

Szkolenia na drony - od automatyzacji do autonomiczności dronów

Autor: Airborn Team, 09-07-2019

Drony automatyczne (wykorzystywane również do szkoleń dronowych) często są mylnie utożsamiane z dronami autonomicznymi. Nagminnie oba pojęcia są używane wymiennie, co jest oczywistym błędem, choć od pełnej automatyzacji jest już tylko niewielki krok do osiągnięcia autonomiczności.

Drony automatyczne – krótka charakterystyka

By zrozumieć, czym charakteryzują się automatyczne loty dronami (AUT) należałoby zacząć od definicji pojęcia automatyzacji. Automatyka to dziedzina techniki i nauki, która zajmuje się zagadnieniami sterowania procesami np. technologicznymi lub przemysłowymi. Z kolei automatyzacja dotyczy sposobów zmniejszenia roli lub całkowitego wyeliminowania udziału człowieka - w tym przypadku - w czynnościach związanych ze sterowaniem bezzałogowym statkiem powietrznym.

Mówimy zatem o dronach automatycznych bardziej w kontekście ich automatyzacji, czyli maksymalnego odciążenia operatora drona UAVO podczas lotu.

Drony komercyjne - mimo, że w znacznej większości zachowały możliwość sterowania nimi w sposób manualny przez operatora - mogą realizować cały lot lub jego elementy w sposób automatyczny. Co więcej, nie tyczy się to jedynie zaawansowanych konstrukcji BSP - tego typu funkcje możemy znaleźć w najpopularniejszych dronach cywilnych, używanych chociażby do lotów szkoleniowych VLOS, FPV, rekreacyjnych i w celu filmowania lub fotografowania z powietrza.

Do procedur realizowanych w sposób automatyczny w tego typu dronach należą np.:

  • samoczynny start i lądowanie (realizowane automatycznie jedynie po zainicjowaniu procedury przez operatora);
  • lot po wyznaczonej i zaprogramowanej trasie;
  • automatyczne podążanie za wyznaczonym obiektem;
  • filmowanie obiektu poprzez automatyczny lot wokół niego (POI - Point Of Interest);
  • procedura powrotu do domu w przypadku utraty połączenia radiowego lub bardzo niskiego napięcia pakietu zasilającego RTH.

Wszystkie operacje automatyczne realizowane przez drona charakteryzuje fakt, że są inicjowane przez operatora lub programowane przez niego w ten sposób, że operator wie dokładnie jaką procedurę i w jaki sposób zrealizuje BSP. Ciężko jednak mówić w takich przypadkach o dronach stricte automatycznych. Wprawdzie realizują one procedury automatyczne, ale jest to jedynie część funkcjonalności drona sterowanego manualnie przez operatora.

Za drony w pełni automatyczne można by uznać konstrukcje, które realizują loty według określonej procedury i od początku do końca bez udziału operatora UAVO.

Za przykład może posłużyć sytuacja, w której bezzałogowy statek powietrzny BSP jest używany do monitoringu określonego terenu i robi to cyklicznie o określonych porach lub lot jest inicjowany automatycznie w przypadku nieautoryzowanego wtargnięcia na chroniony obszar. Ingerencja człowieka ogranicza się tu jedynie do kontrolowania wykonywanych procedur lotu, ale nie wpływa on bezpośrednio na przebieg każdego takiego lotu.

Automatyczne a autonomiczne BSP

Autonomiczność w maszynach jest związana z możliwością podejmowania przez nie samodzielnych decyzji. Drony automatyczne realizują procedury w sposób wcześniej zaprogramowany i przewidziany. W przypadku dronów autonomicznych można mówić o poziomie ich niezależności w działaniu.

W pełni autonomiczny dron potrzebowałby mechanizmów sztucznej inteligencji (AI), by we właściwym momencie lotu podjąć samodzielną decyzję o wykonaniu uniku lub innego manewru, który nie został z góry zaprogramowany dla danej sytuacji, lecz wynika z analizy wielu czynników płynących z otoczenia i jest optymalnym rozwiązaniem w danych warunkach.

Dzięki pełnej autonomiczności drony same mogłyby wyznaczać swoją trasę przelotu i nawigować po niej samodzielnie. Mogłyby wykorzystywać również pokładowe czujniki do niezależnej analizy sytuacji w powietrzu i na ziemi.

W przytoczonym wyżej przykładzie monitorowania terenu z powietrza, umożliwiłoby to realizowanie lotów w mniej przewidywalny sposób i przeczesywanie terenu w oparciu o otrzymywane na bieżąco informacje z czujników (np. kamer, radarów) - a nie tylko poprzez lot po wytyczonej z góry trasie i fotografowanie konkretnych punktów na mapie.

Pięć poziomów autonomiczności dronów

Aby wyjaśnić i opisać poszczególne etapy w kwestii autonomiczności dronów najlepiej posłużyć się utworzonymi pięcioma poziomami. Najważniejsze kwestie zostały omówione w tabeli poniżej:

Poziom Stopień automatyzacji Unikanie przeszkód przez drona Krótka charakterystyka Obecne metody wdrażania
0 Brak Brak Sterowanie w 100% ręczne przez operatora Wyścigi (rekreacja)
1 Niski Wykrywanie, alarmowanie Dron pozostaje pod kontrolą operatora. Dron może kontrolować jedną istotną funkcję. Inspekcja i nadzór, lokalizacja i wykrywanie, fotografia i filmowanie, ochrona i bezpieczeństwo, monitorowanie.
2 Częściowy Wykrywanie, alarmowanie Dron pozostaje pod kontrolą operatora. Może jednak przejąć pozycję i wysokość pod pewnymi warunkami. Mapowanie, geodezja, dostawa.
3 Warunkowy Wykrywanie, unikanie Operator interweniuje w sytuacjach awaryjnych, dron może wykonywać operacje samodzielnie przy określonych warunkach. Mapowanie, geodezja, ochrona i bezpieczeństwo.
4 Wysoki Wykrywanie, nawigowanie Nie ma operatora. Dron posiada system zapasowy więc jeśli coś się nie powiedzie – będzie dalej działać. Fotografia i filmowanie
5 Pełny Wykrywanie, nawigowanie Dron będzie zdolny do wykorzystywania AI narzędzi, aby planować swoje loty jako autonomiczny system. Nie ma jeszcze przykładów na tym poziomie. Jest to przyszłość.

Podsumowując, lot automatyczny to operacja, w której dron realizuje automatycznie start i lądowanie oraz wykonuje trasę, która została wcześniej zaprogramowana. Operator w tym czasie musi pełnić zdalny nadzór nad operacją, by w razie wystąpienia sytuacji niebezpiecznej bezzwłocznie przejąć stery. W przyszłości być może – rozwój branży BSP - umożliwi wykonywanie operacji dronami w pełni autonomicznymi, bez konieczności programowania trasy czy czuwania nad BSP.

Inne artykuły