Drönaren – en flygande robot

Nästa gång du ser en bild som lyfter från marken är det med stor sannolikhet en drönare i arbete. Du kan inte undgå att se dessa lyfta minst tio gånger under en vanlig tevekväll, prova gärna att räkna. Från att ha förknippats med krig och ansiktslösa attacker av militära mål har nu pendeln svängt till att vara en civil produkt med nästan obegränsade användningsområden. Tänk dig att kunna besiktiga svåråtkomliga platser i HD, göra kartor, fotomontage eller relationshandlingar i 3D, ordna automatiserade leveranser från luften – listan blir lång.

En vanlig drönare modell multirotor har 4 till 8 motorer per propellrar som med en avancerad styrning genom gyro, kompass, tryckmätare och GPS håller maskinen i ett vågrätt läge och på en given position.

Styrningen från marken sker med en vanlig radiostyrning med funktioner upp/ner, framåt/bakåt, höger/vänster samt att man kan vrida drönaren runt sin egen axel. Därtill kommer styrning av kamera med en tilt-funktion för att styra kameran upp eller ner. Räckvidden på radioutrustningen är ofta flera kilometer men vanligast är att operatören inte får köra maskinen ur sikte eller över 120 meters höjd.

Om inte hjälpfunktioner funnits skulle det varit extremt svårt att köra en drönare eftersom man måste kompensera för sidvindar, upp eller nedvind och eftersom man måste ”motbromsa” sin farkost när man vill stanna eller byta riktning.

En gimbal stabiliserar kameran

Under drönaren hänger det oftast en kamera och en gimbal (elmotorer som motverkar rörelser i x/y/z-led) för att stabilisera filmen eller fotot. För att inte få för mycket vikt under drönaren används ofta äventyrskameror modell Gopro eller andra fabrikat. Detta fungerar bra i de flesta fall om man vill få en normalbild eller film till Youtube, reklam på nätet etcetera.

För teveproduktion eller för bättre bildkvalitet krävs oftast systemkameror eller professionella videokameror. Nackdelen är tyngden. Drönaren måste göras större med kraftigare motorer, vilket ställer krav på att kunna sätta ihop egna maskiner och ibland även andra tillstånd från Transportstyrelsen.

Bilden förs ofta över via en sändare till en skärm eller videoglasögon hos personen som styr på marken och man kan starta film eller foto när man så önskar.  Filmen tankas ur när drönaren har landat och kan sedan skickas till besiktningsman eller beställare för granskning och publicering.  Kunderna är ofta mäklarbyråer, fastighetsbolag, ingenjörs & besiktningsföretag, evenemangsbolag, produktionsbolag (inom teve), försäkringsbolag, vindkraft eller mediebolag.

Dagens avancerade drönare som du köper ”färdiga för flygning” är enkla att komma igång med då du i stort sett kan parkera den i luften och sedan sakta prova dig fram med flygningen. Du bör inte helt förlita dig på tekniken. Om du ska flyga kommersiellt måste du kunna hantera maskinen även då hjälpsystemen slås ut. Utöver den skada som drönarna kan orsaka tredje person gäller det även att kunna rädda maskinen och den dyrbara utrustning som du lyfter (kamera, gimbaler, laser, IR-utrustning mm).

De flesta maskiner kan också skickas till olika punkter som du markerar på en karta till exempel för att upprätta flygmönster. Detta används ofta för inmätning vid infrastrukturprojekt eller uppmätning av dagbrott, grustag eller skog.

En annan modell av drönare är ett flygplan, ofta med extremt låg vikt som programmeras för att kunna flyga en rutt helt automatiskt. Denna används ofta för kartering eller där man behöver längre flygtider än vad multicoptern erbjuder.

Utvecklingen av drönare

För cirka fem år sedan kostade en bra drönare över 100 000 kronor och det krävdes goda kunskaper i lödning och teknik för att bygga en potent maskin. Därtill kom kostnader för den kamera man ville hänga under maskinen och utrustning för att stabilisera den (gimbal), samt länkutrustning för att få ner bilden till markkontrollen. I dag köper du en sådan maskin för cirka 11 000 kronor, exempelvis DJI Phantom och IRIS 3D Robotics.

Det sistnämnda märket har Virgins grundare Richard Branson nyligen investerat i, vilket kan ge en fingervisning om att branschen är i fokus. Man beräknar att omsättningen för kommersiella och privata drönarprodukter kommer att mer än dubbleras från 20 till 53 miljarder dollar per år fram till 2025. (källa http://robotenomics.com/tag/drone/ hämtat 2014-12-15)

När är drönare användbara?

Det är inte svårt att förstå nyttan med att kunna filma eller fotografera svåråtkomliga platser eller att kunna skapa underlag till illustrationer för arkitekter eller projektutvecklare. Drönare är användbara vid bland annat besiktning, värmekamera, fotogrammetri, 3D-modellering och grödokontroll.

1. Besiktning

Ofta krävs ett platsbesök av en besiktningsman men dessförinnan kan en operatör skickas till platsen som tar bilder/filmar av en betongskada, befarad spjälkning, fasadskada, takavvattning, isbildning, blixtnedslag eller liknande och skickar bilderna till besiktningsmannen för bedömning. Besiktningsmannen kan givetvis vara med på plats och titta på skärmen direkt eller styra kameran för att se detaljer och välja fotopunkter.

Fördelen är att kunden slipper onödiga kostnader för ställning eller mobilkran, ofta till ”framkörningskostnaden” för en mobilkran. I dag görs redan besiktningar på broar, skorstenar, vattentorn, vindkraft, kyrkor, höghus och stormskador med mera.

2. Värmekamera

Med en värmekamera(IR) under drönaren kan du snabbt skapa en sammanhängande bild av värmeläckage på hus, industrier, fjärrvärmenät eller besiktiga elnät, transformatorstationer och solcellsanläggningar (temperaturskillnader visar trasiga paneler). Även vid eftersöka av djur eller människor i skog eller på havet används värmekameran.

Karta/GIS underlag från varmland@dronartjanst.se

3. Fotogrammetri

Genom att upprätta ett flygmönster baserat på sådant som kameramodell och flyghöjd över ett område kan du med hjälp av GPS i drönaren, fixpunkter på marken och hundratals bilder, skapa en 3D-bild av landskapet under maskinen som du direkt kan ta in i Cad- eller GIS-program.

Kartan skapas genom att bilderna inklusive vinklar jämförs på alla bilder och koordinatsätts genom avancerade logaritmer, programvaror som Pix4D och Agisoft. Programmen kräver mycket kunskap i GIS och programmen säljs ofta på årliga licenskostnader (cirka 25 000 kronor) och beräkningarna tar lång tid även på kraftfulla datorer.

Noggrannheten kan vara upp till ett par centimeter, det innebär att du kan var som helst på kartan få en höjd eller koordinat med centimeternoggrannhet.  För att få längre flygtider och bra lyftkraft används ofta drönare modell flygplan, ofta kallade ”fixedwing”.  Dessa kan hålla sig i luften i över en timme och kan således täcka mer yta per flygning.

Fotogrammetri används i dag som underlag vid infrastrukturprojekt, vindkraftsprojekt, scanning av golfbanor, volymmätning av grustäkt, mängda massor eller berg samt karttillverkning av städer, skog eller infrastruktur.

4. 3D modellering

På liknande sätt som fotogrammetri kan du idag skapa 3D-bilder av byggnader, broar, torg eller stadsdelar. Denna flygning måste dock utföras manuellt och sedan plockas det bästa materialet ut för att processas i program som Autodesk Recap 360 eller Pix 4D. Det används för att visualisera ny- eller ombyggnationer eller att mäta in projekt. Du kan till exempel få höjd eller mått direkt ur modellen och även skapa sektioner var du vill.

Bilder/Modeller: blekinge@dronartjanst.se

5. Grödokontroll (klorofyllmätning)

Med hjälp av en kamera som fotograferar våglängder, kallade NIR (near infrared radiation), går det att mäta hur mycket klorofyll det finns i växtligheten. Med hjälp av dessa data kan jordbruket exakt styra gödning till områden där det behövs och spara både pengar och miljö. Detta fungerar även för skogsindustrin för att mäta stormskadat virke. Sådana tjänster utförs som abonnemang för jordbrukarna som efter varje flygning får kartor över fälten där de direkt kan ringa in behovet av åtgärder med hjälp av GPS-koordinater.

Spaning från 2015 och framåt

Med anledning av den snabba utvecklingen av både maskiner tillbehör och programvaror är det svårt att hålla sig á jour med utvecklingen. I USA och andra delar av världen erbjuder man numera rena konsultuppdrag. Det kommer att göra branschen mer seriös och produkterna som kunden får utförda enligt regelverk och med en grundkunskap om hur materialet kan och skall användas. På CES2015 teknikmässa i Las Vegas visades Intel-baserad teknik där drönare undviker hinder och hittar nya vägar för att komma från punkt A till B, ungefär som självstyrande bilar fast i luften.

Drönaren modell DJI Inspire får räknas som ledande avseende flygfärdig produkt. Inspire styrs via radio eller autonomt genom att lägga in punkter på eller bara genom att rita på en Ipad eller dator karta hur man vill att den flyger. Maskinen flyger tillbaka till startpunkten om man tappar kontakten eller om batterierna håller på att ta slut.

Kameran kan rotera 360 grader och styras med separat kontroll för en kameraman/besiktningsman samt filmar i Ultra HD. Dessutom är den utrustad med en extra kamera som känner igen marken under sig och håller sig i position med hjälp av detta samt sonar, typ ekolod. Detta gör att man kan besiktiga inomhus eller i gruvor och tunnlar.

Bilden överförs i HD kvalitet och kan visas direkt på storskärm eller om man vill bedöma det man ser direkt på skärmen. Flygtiden är nästan 20 minuter och max hastigheten 80 kilometer i timmen.

Trend 1: Laserskanning i stället för utsättare

Skanning med laser, så kallade lidar, är redan påbörjat. Man kan få punktmoln med miljontals exakta punkter varje sekund, men det kräver mycket av mottagaren. Jämför detta med en utsättare med totalstation som under 80-talet kanske kunde sätta mäta in 200 punkter på en dag.

Trend 2: Leverans

Många företag (DHL, Amazon, Google) har marknadsfört att man kan leverera produkter med drönare och det har teoretiskt varit möjligt i några år. Problemet är dock säkerheten och reglerna kring automatisk flygning varför det kommer att dröja några år till innan man vågar börja använda dessa tjänster. Det finns dock fungerande leveranser i bergstrakter eller öde områden där man inte riskerar säkerheten för omgivningen med leveranserna.

Trend 3: Urban stadsplanering

Illustration från Archdaily

Arkitekter har på olika forum som Archdaily.com börjat diskutera hur man planera nya stadsmiljöer för att underlätta för transporter och användande av drönare. (http://www.archdaily.com/583398/the-three-dimensional-city-how-drones-will-impact-the-future-urban-landscape/ hämtat 20150111)

Trend 4: Räddningstjänster

Utveckling av drönare som transporterar hjärtstartare till olycksplatser pågår på flera håll i världen och kommer antagligen vara en produkt som man kommer att kunna erbjuda inom en femårsperiod i reglerade områden.

Trend 5: Drönare istället för satelliter

Google köpte under 2014 företaget Titan Aerospace för att kunna erbjuda drönare modell segelflygplan med solceller och elmotorer som ska förse områden utan fungerande infrastruktur med internetuppkoppling. Planen kan köra under lång tid i givna banor, som i filmen Interstellar.

Thomas Erdegard
Drönartjänst Sverige

LÄS MER…

Det är väl bara att börja då?