Open source PX4-drones zoeken nu zelf een geschikte landingsplek uit

Dankzij een nieuwe functie van het open source dronebesturingssysteem PX4 autopilot kunnen drones die gebaseerd zijn op dit systeem nu zelf een geschikte landingsplek uitkiezen. De nieuwe feature heet safe landing, die ervoor moet zorgen dat een drone tijdens het landen checkt of de bodem voldoende vlak is voor een veilige touchdown en of de beoogde landingsplek vrij is van obstakels. Als dat niet het geval is, gaat de drone zelf op zoek naar een geschiktere landingsplek.

Over PX4

Voor mensen die nog niet eerder van PX4 hebben gehoord eerst een korte uitleg. Net zoals ieder modern stuk elektronica wordt een drone aangestuurd door een geïntegreerde computer, de flight controller. Die draait software die duizenden keren per seconde de stuurcommando’s van de piloot afzet tegen meetgegevens die afkomstig zijn van de ingebouwde bewegingssensoren en het elektronisch kompas. Op basis daarvan wordt de draaisnelheid van de motoren aangepast, wat direct van invloed is op de vliegrichting, snelheid en oriëntatie van de drone.

Deze software kan closed source zijn, vergelijkbaar met Microsoft Windows, of open source, net zoals bijvoorbeeld Linux. In het geval van een DJI drone is er sprake van een closed source dronebesturingssysteem. Zelfbouwdrones of drones van fabrikanten die ervoor kiezen om gebruik te maken van open source software draaien vaak PX4 autopilot. De broncode van deze software is openbaar en wordt gestaag verbeterd en aangevuld door door ontwikkelaars van over de hele wereld.

Het voordeel van een open source aanpak is dat het tempo waarin innovaties worden doorgevoerd in principe zeer hoog kan liggen, als er maar genoeg ontwikkelaars betrokken zijn. Bij PX4 zie je dat het dronebesturingssysteem in een stroomversnelling komt, door de steeds bredere acceptatie door gebruikers. Dat trekt weer nieuwe ontwikkelaars aan, etcetera. Het gevolg is dat de software steeds geavanceerder wordt en dat vertaalt zich in slimmere drones.

Safe landing

De nieuwe safe landing-feature van PX4 is een goed voorbeeld van waar de symbiose tussen open source software en generieke hardware toe kan leiden. De functie zorgt ervoor dat een vertical take-off and landing (vtol)-drone tijdens een landing continu checkt of de bodem voldoende vlak is voor een veilige landing. Ook wordt er gecontroleerd of de landingslocatie vrij is. Als dat niet het geval is dan gaat de drone een spiraalvormig traject vliegen, net zolang er een stuk grond is gevonden dat wel geschikt is voor een landing.

De feature maakt de weg vrij voor bijvoorbeeld autonoom vliegende drones die zelfstandig en buiten het zicht van de piloot moeten kunnen landen. Ook is het denkbaar dat de feature van pas komt om de risico’s die een noodlanding met zich meebrengt te mitigeren. Een kanttekening is dat het systeem niet kan voorkomen dat de drone op een weg landt waar net een auto reed: die auto wordt ‘vergeten’ zodra deze verder rijdt.

Sensoren en companion computer

Het spreekt voor zich dat de drone wel voorzien moet zijn van de juiste hardware om deze checks uit te voeren. Dat kan een ultrasoonsensor zijn, een laserscanner (lidar), of een camerasysteem dat 3D point clouds kan genereren, zoals Intel RealSense. Het voordeel van het gebruik van stereocamera’s of lidar is dat ook een landing boven water voorkomen kan worden. Verder is een companion computer vereist die de data in realtime kan verwerken. Geschikte systemen zijn de Intel NUC, Jetson TX2 en Intel Atom X7.

De feature werd ontwikkeld door Auterion, een bedrijf dat zich toelegt op de ontwikkeling van besturingssystemen voor drones. Het bedrijf is één van de drijvende krachten achter de PX4 autopilot.