De drone-hub in Klagenfurt heeft opnieuw een patent gekregen, aangevraagd door onderzoekers Christian Brommer en Stephan Weiss. In de afdeling “Control of Networked Systems (CNS)” onderzoeken de twee hoe de lokalisatie en navigatie van robots en kleine helikopters kan worden verbeterd.
“We kunnen verschillende sensoren installeren op kleine helikopters, of drones zoals ze vaak worden genoemd. Deze omvatten camera’s, druksensoren, magnetometers, GPS-sensoren en andere. Met de verkregen gegevens kan worden berekend waar de helikopter zich op dit moment in de wereld precies bevindt”, legt Christian Brommer uit. Samen met het hoofd van het CNS-team en zijn scriptiebegeleider Stephan Weiss heeft hij nu een nieuwe technologie ontwikkeld die deze lokalisatie met meerdere sensoren op een robuuste, efficiënte en modulaire manier uitvoert.
Sensoren hebben vaak hun eigen kalibratie, die met deze methode ook tijdens runtime wordt geschat. “Deze informatie verbetert de berekening van de lokalisatie van de robot”, vervolgt Brommer. Het probleem hiermee: elke toestand die aan het systeem wordt toegevoegd, breidt een wiskundige matrix uit. De data van de verschillende sensoren komen in de regel niet altijd tegelijk bij de verwerkingseenheid aan. Bij veelgebruikte methoden kost dit onnodige rekenkracht. De nieuwe technologie maakt het nu mogelijk om geïsoleerde segmenten van de matrices te verwerken, die alleen overeenkomen met de sensor die op dit moment informatie geeft. Christian Brommer legt uit: “Stel je voor dat we normaal gesproken ook een grote matrix nodig hebben vanwege de grote hoeveelheid data. Hierdoor neemt de benodigde rekenkracht zeer snel toe. Met onze methode besparen we deze rekenkracht.”
Aan boord van kleine robots en drones zijn de mogelijkheden voor grote rekeneenheden beperkt. Hier is het des te belangrijker om efficiënt te handelen. Nog een positief neveneffect van de technologie: het systeem wordt modulair. Christian Brommer legt uit: “Het hoofdsysteem hoeft niet te weten welke sensormodules beschikbaar zijn, het hoeft alleen data-elementen te verwerken. Als deze functie eenmaal geïsoleerd is, is het ook gemakkelijker om sensoren toe te voegen, te vervangen of te verwijderen.” De nieuwe lokalisatietechnologie is daarom robuust, redundant en kan op veel gebieden van de robotica worden gebruikt.
Het octrooi is onlangs verleend door het Oostenrijkse octrooibureau. Voor Christian Brommer en Stephan Weiss, die van NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) naar Klagenfurt verhuisden, is dit een belangrijk element zodat onderzoek goed kan worden gedefinieerd en in praktijk kan worden gebracht. “Dit zou niet ons laatste patent op de drone-hub van Klagenfurt moeten zijn en we kijken uit naar toekomstige samenwerking met de industrie”, zegt Stephan Weiss, hoogleraar Control of Networked Systems. Stephan Weiss vervolgt: “Technologie zoals deze wordt al gebruikt in een aantal van onze branchegerelateerde onderzoeksprojecten. Zo lokaliseren we schoonmaakdrones voor schepen of testen we Mars-drones in de Israëlische woestijn. Hier aan de Universiteit van Klagenfurt kunnen we jonge, inventieve en gemotiveerde onderzoekers de ideale omstandigheden bieden om hun innovatie te ondersteunen, van idee tot patentering en toepassing.”
