SkyLink 3D

 

 

Kedvezményezett neve: GeoLink3D Korlátolt Felelősségű Társaság

Projekt címe: SkyLink 3D

Szerződött támogatás összege: 27 632 454 Ft

Támogatás mértéke (%-ban): 61,254832%

Projekt befejezési dátuma: 2019.05.31.

Projekt azonosító száma: GINOP-2.1.7-15-2016-01276

 

Projekt tartalmának bemutatása:

A) A projekt tárgya egy olyan 100%-ban autonóm rendszer, amely külső emberi beavatkozás nélkül képes ellátni feladatokat egy UAV eszköz (multikopter) segítségével. A rendszer lényege, hogy a légi eszköz riasztási-, ütemezett-, vagy véletlenszerű indulással álljon rendelkezésre a feladat ellátására. A feladat lehet: megfigyelés őrző-védő céllal, monitoring, fotogrammetria és szinte bármilyen feladat, amely kamerákkal, szenzorokkal, érzékelőkkel ellátott UAV eszközzel megvalósítható. Lényeges a teljes automatizáltság, és ez adja egyben a rendszer újdonság tartalmát is. A kereskedelemben jelenleg kapható multikopterek közül számos képes egy adott, előre kijelölt, koordinátákkal leírt útvonalat lerepülni, majd visszatérni a kiindulási helyre, és erről élő képet közvetíteni a kezelő személy számára. Ezt a tudást szeretnénk kihasználni, és továbbfejleszteni egy olyan rendszerré, amely a légi jármű teljes működését automatizálná, ide értve a pontos, bázis állomásra történő leszállást és az állomáson való automatikus töltést is, ezzel biztosítva a 24 órás, személyzet nélküli rendelkezésre állást.

​

B) 1) A fejlesztés első feladata, egy bázisállomás építése a légi eszköz számára, amely fizikai védelmet nyújt az időjárási tényezők, illetve az illetéktelen hozzáférés ellen, automatizáltan nyitható-zárható. A mechanikát úgy kell kialakítani, hogy az IP65 szintű védettséget biztosítani tudja, emelett a nyitás után a repülőgépnek olyan pozicóba kell kerülni, ami lehetővé tesz a fel- és leszállást. A geometriai kialakítást így gondos tervezés és makett építése előzné meg, CAD szoftverek és 3D nyomtatási technológia felhasználásával.

 

​

2) A bázisállomás csapadék-, szél- és hőmérséklet mérést végez, amelyből a rendszer el tudja dönteni, hogy az adott körülmények alkalmasak-e a légi eszköz számára a biztonságos repüléshez. Ezen szenzorok fizikai kialakítása és védelme szintén tervezést igényel. Az érzékelőket szoftveres oldalról is meg kell támogatni: létre kell hozni a kapcsolatot a repülést menedzselő alkalmazással, ami felülbírálhat egy esetleges indítási parancsot. A szoftveres és hardveres részt is alapos tesztelésnek kell alávetni.

​

3) Ha riasztás, vagy ütemezett indítási „parancs” érkezik - és az időjárás megfelelő - a rendszer az adott pont koordinátáit és/vagy repülési útvonalát elküldi a multikopter vezérlőjének, az felszáll és végrehajtja a feladatot, majd visszatér a bázisra. A riasztások kezelését, az útvonalak összeállítását, a bázisállomás vezérlését menedzselő szoftvert kell fejleszteni, amely koordinálja a meteorológiai jelek fogadását, elemzését, a riasztások érkezését, a bázisállomás funkcióit, valamint adminisztrálni lehet a küldetések paramétereit.

A pontos visszatérés a következő megoldandó feladat. A multikopterek vezérlője GPS helymeghatározáson alapuló hazatérő funkciót (Go Home vagy RTL/Return To Launch) alkalmaz. Az abszolút helymeghatározás megbízhatósága 3-5 méter, de kedvezőtlen körülmények között a 10-15m-t is elérheti. Még a legkedvezőbb megbízhatóság sem elegendő ahhoz, hogy az eszközt a bázisra irányítsuk. A „hazatérés” során a közelítőleg jó pozíció elérése után, az irányítást át kell vennie egy optikai célpont felismerő rendszernek, amely pontosan a bázisra irányítja a gépet. Az optikai/infrás érzékelőt esetleg ki lehet egészíteni ultrahangos távolságmérő modullal, amely a finomabb “földetérést” szolgálja. Meg kell vizsgálni a LIDAR érzékelő használatának lehetőségét: alkalmazhatóak-e az egyre olcsóbb mini lézerek a feladatra, illetve nyújtanak-e olyan plusszt, ami miatt megéri a többlet befektetést? Biztosítani kell a szenzoroknak a repülésvezérlőhöz való kapcsolhatóságát.  A multikopter vezérlőjéhez tehát csatolni kell egy - vagy több - szenzort, amely korrigálja a GPS helymeghatározásból eredő hibát és biztosítja a töltési pontra való érkezést.

​

4) A multikopter talpát és a bázis fogadó platformját úgy kell kialakítani, hogy azok geometriája a megfelelő pontba kényszerítse a talpon elhelyezkedő akkumulátortöltő csatlakozását. A megfelelő geometriát modellezni kell, makett és tesztpéldányok tervezésével, gyártásával ( 3D nyomtatás, CNC) Egy tölcsér szerű elrendezés az előzetes elképzelés, amely biztosítja, hogy a pár cm-es pontossággal érkező eszköz tökéletesen a helyére illeszkedjen a töltés megkezdése előtt. A bázisállomás szoftvere érzékeli a landolást és megkezdi a töltést, illetve a töltés vezérlését monitorozását, esetleg naplózását.

​

5) Az élőkép lesugárzása, illetve internetre továbbítása meglévő eszközök testre szabásával megoldható.

​

6) A továbbított kép feldolgozására és kiértékelésére alkalmas központ kialakítása, mely képes egyszerre tetszőleges számú autonóm bázisegységgel kapcsolatot tartani és adatait kiértékelni.

 

7) Maga a légi eszköz is speciális fejlesztést igényel, mivel a multikopterek repülési ideje, terhelhetősége, áramfelvétele, teljesítménye soktényezős, így minden egyes részfeladathoz más-más paraméterekkel rendelkező eszköz szükséges. Minden egyes elemét, méretét az adott feladatra kell optimalizálni. Ezen összetevők meghatározására jelenleg még kevés a szakmai iránymutatás, inkább csak ökölszabályok, tapasztalati tudásbázis lelhető fel. Az építést hosszú tesztelési időszaknak kell követnie.

​

​

C) A projekt eredményeként többféle termék is keletkezhet. Az alap koncepcióból számos egyedi feladat végrehajtására alkalmas eszköz/termék jön létre, amely mindig az adott feladatra kell, hogy optimalizálva legyen. A lehetséges elképzelések a következők:

Ipari beruházás őrzése, biztonságtechnikai rendszer támogatással. A már kiépített (vagy a rendszer telepítésekor kiépítésre kerülő) riasztó rendszer pl. mozgásérzékelők segítségével kiad egy riasztást. Ekkor a multikopter az adott riasztási terület fölé repül, és élőképet közvetít a távoli, 24 órás biztonságtechnikai központba, ahol a személyzet eldönti, hogy a riasztás valós-e, igényeli-e a járőrszolgálat helyszínre küldését. A művelet végén a multikopter visszatér a bázisra, és feltölti az akkumulátorait.

Monitoring: Akár a fent említett ipari beruházás esetén a multikopter a riasztási feladatokon túl, ütemezett feladatokat is elláthat: adott időközönként lerepül egy útvonalat, nagy felbontású fotókat készít, amellyel lefedi a tejes vizsgálandó területet. Ebből műszaki célú dokumentáció is készíthető, de anyagleltár, szakmai felügyelet, folyamat ellenőrzés, fizikai és pénzügyi megvalósítás nyomon követése is lehetséges, növelhető mintavételi időközökkel és hatékonysággal.

D) Egyetlen jelenleg ismert megoldás sem foglalkozik egy teljesen automatizáltan működő biztonságtechnikai rendszerrel, olyan feladatokat érintenek amelyek az építendő rendszerünk alapkövetelményei, de a biztonságtechnikai piaci rést egyelőre nem látjuk, hogy bármelyik fejlesztő csapat is komolyan felismerte volna, legalábbis termék szinten nem található komplett megoldás. Az újdonságtartalom mindenképpen ezt jelentené, egy olyan területet vonnánk be a “drónok világába”, ahol az automatizáltság régóta jelen van, mondhatni feltétele a modern biztonságtechnikának. Könnyen belátható, hogy a technika jelenlegi fejlődési üteme mellet, akár a pályázat értékeléséig napvilágra kerülhet új megoldás, ám a fent felsorolt példák jól mutatják, hogy a tervezett prototípusunk az elsők között lehetne a piacon, ezzel nagy előnyre téve szert. Emellett a rendszer adottságai miatt a fent bemutatott “hagyományos” feladatokat is elláthatja.

​

​

E) A projekt több elemében támaszkodik a meglévő multikopteres megoldásokra (élőkép lesugárzása, előre kijelölt, koordinátákkal leírt útvonalat lerepülése, majd visszatérés a kiindulási helyre), azonban a létrehozandó rendszer számos technológiai fejlesztést igényel, melyek az alábbiak:

- bázisállomás megtervezése, geometriai kialakítása

- csapadék-, szél- és hőmérséklet mérést végző szenzorok fizikai kialakítása

- precíziós landolás, optikai célpont felismerő rendszer kialakítása

- multikopter talpának és a bázis fogadó platformjának kialakítása oly módon, hogy azok geometriája a megfelelő pontba kényszerítse a talpon elhelyezkedő akkumulátortöltő csatlakozását

- továbbított kép feldolgozására és kiértékelésére alkalmas központ kialakítása

​

​

F) A projekt megvalósításának helyszíne cégünk Rétságon található fióktelepe, mely alkalmas a projekt keretében végzett tevékenységek végzésére, a beszerzendő eszközök elhelyezésére és szakszerű körülmények között történő üzemeltetésére, valamint a projekten dolgozó 4 fő egyidejű munkavégzésére.