Un team di ricercatori della Luleå University of Technology, in Svezia, ha sviluppato una nuova struttura per eseguire ispezioni visive di grandi infrastrutture 3D utilizzando microveicoli aerei (MAV) completamente autonomi. Nella loro carta, pre-pubblicato su arXiv, introducono un sistema di ispezione aerea con elevati livelli di autonomia, potenzialmente utilizzabile su larga scala per l'ispezione di vecchie infrastrutture.

"L'invecchiamento delle infrastrutture sta diventando un problema significativo per le società sviluppate, con un aumento dei costi e un grande pericolo per gli ispettori umani che eseguono l'operazione complessiva, "Giorgio Nikolakopoulos, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a TechXplore. "Così, cinque anni fa, abbiamo immaginato robot aerei con bracci per eseguire ispezioni e manutenzioni autonome in un modo più conveniente, veloce, modo produttivo e sicuro."

Nel quadro ideato da Nikolakopoulos e dai suoi colleghi, più MAV sono schierati per l'ispezione di un'infrastruttura, affidandosi esclusivamente al computer di bordo e ai sistemi sensoriali. Un sistema modulare che combina localizzazione, La tecnologia di pianificazione e mappatura dei percorsi garantisce che i MAV possano essere implementati rapidamente, riducendo il tempo di esecuzione della missione in modo che soddisfi le esigenze dell'operatore.

"Dato un progetto di modello geometrico dell'infrastruttura da ispezionare, per esempio. una scatola o un cono, definiamo con i nostri algoritmi percorsi per i MAV in grado di garantire un controllo visivo completo, " ha spiegato Nikolakopoulos. "I robot aerei volano in giro autonomamente, raccogliere immagini evitando collisioni. All'atterraggio, le informazioni raccolte si trasformano in una fitta ricostruzione 3D dell'infrastruttura."

Il sistema sviluppato da Nikolakopoulos e dai suoi colleghi include tre componenti chiave:un pianificatore di percorsi basato sulla geometria, una componente di localizzazione precisa e flessibile, e uno schema di post-elaborazione dei dati visivi. Il componente del pianificatore di percorso pianifica efficacemente la copertura collaborativa di strutture complesse utilizzando più MAV.

La componente di localizzazione, d'altra parte, fornisce stime di posa accurate per i MAV utilizzando uno schema di stima inerziale a banda ultra larga (UWB). Finalmente, lo schema di post-elaborazione consente ai ricercatori di costruire modelli 3D delle infrastrutture, utilizzando i dati visivi raccolti dai veicoli aerei.

"Il principale impatto scientifico e tecnologico del nostro studio è il fatto che i molteplici MAV operano con un approccio non supervisionato dall'uomo, " Nikolakopoulos ha detto. "Hanno un livello di autonomia molto elevato e una produzione industriale completa per eseguire le attività di ispezione richieste. Al meglio delle mie conoscenze, questa è la prima volta in assoluto che i MAV sono stati impiegati per l'ispezione delle turbine eoliche in tutto il mondo."

Nikolakopoulos e i suoi colleghi hanno valutato le prestazioni del loro sistema di navigazione autonomo in una serie di esperimenti realistici sul campo all'aperto che hanno comportato l'ispezione di infrastrutture su larga scala. Questi test si sono concentrati principalmente sull'ispezione delle turbine eoliche, che sono strutture particolarmente impegnative.

I risultati raccolti in queste valutazioni preliminari sono molto promettenti, evidenziando pregi e potenzialità del sistema proposto per l'ispezione di grandi e complesse infrastrutture. Nel futuro, l'approccio sviluppato da Nikolakopoulos e dai suoi colleghi potrebbe essere implementato su larga scala, aprendo la strada a ispezioni completamente automatizzate che utilizzano la robotica aerea.

"Siamo ora nella fase di commercializzazione dell'idea generale sia come servizio che come piattaforma, quindi stiamo lavorando a pieno nella costruzione del nostro spin-off e nel rafforzamento dei futuri piani finanziari, " Disse Nikolakopulos.

© 2019 Science X Network