Nawigacja SLAM: Latanie bez GPS w Confined Spaces

Jak ELIOS 3 precyzyjnie nawiguje w całkowicie ciemnych, pozbawionych GPS pomieszczeniach wewnętrznych. SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) – metoda nawigacji całkowicie niezależna od GPS.

Niezależne od GPS – nawigacja LiDAR-SLAM działa w całkowitej ciemności
Mapa 3D w czasie rzeczywistym – pilot widzi pozycję drona i pokryte obszary
FlyAware™ Engine – specjalnie zoptymalizowana dla confined spaces
Smart Return-to-Home – automatyczny powrót do punktu wejścia

Pytania dotyczące nawigacji SLAM lub zastosowania ELIOS 3: Zapytaj o konsultację

Problem GPS: Dlaczego zwykłe drony nie mogą latać w budynkach

Każdy komercyjny dron zewnętrzny używa GPS/GNSS do określenia pozycji. W zbiorniku, kotle czy kominie nie ma sygnału GPS. Bez GPS dron nie wie, gdzie się znajduje. Dokładnie do tego został opracowany Flyability ELIOS 3: używa SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) – kartuje otoczenie w czasie rzeczywistym i określa swoją pozycję na podstawie geometrii pomieszczenia.

Czym jest SLAM? (Simultaneous Localization and Mapping)

SLAM to algorytm rozwiązujący dwa zadania jednocześnie: 1. Lokalizacja: Gdzie jestem w przestrzeni? 2. Kartowanie: Jak wygląda przestrzeń? Dron wystrzeliwuje czujnikiem LiDAR miliony punktów laserowych we wszystkich kierunkach. Z tych punktów powstaje mapa 3D otoczenia. Jednocześnie dron porównuje to, co aktualnie widzi, z tym, co już widział – i wyznacza swoją bieżącą pozycję.

Elektrownia gazowa wymiennik ciepła – nawigacja SLAM w złożonych strukturach

FlyAware™ Engine: SLAM specjalnie dla Confined Spaces

Oparty na LiDARUżywa czujnika Ouster OS0-128 LiDAR zamiast kamer. Działa niezależnie od światła i tekstury powierzchni.

Fuzja wielosensorowaFlyAware łączy LiDAR, IMU (jednostka pomiarowa inercyjna) i wizję komputerową na procesorze NVIDIA.

Przetwarzanie w czasie rzeczywistymMapa 3D nie jest obliczana dopiero po locie, lecz w czasie rzeczywistym. Pilot natychmiast widzi, gdzie jest i które obszary są pokryte.

Odporność na kolizjeELIOS 3 regularnie koliduje ze ścianami i elementami wbudowanymi – i leci dalej. FlyAware Engine zachowuje orientację nawet po kolizjach.

Kompensacja dryfuPrzy długich lotach w dużych strukturach SLAM może dryfować. FlyAware minimalizuje ten dryf przez ciągłe porównywanie z już skartowanymi obszarami.

Co pilot widzi na kontrolerze

Obraz z kamery na żywo (4K)Normalny obraz z kamery w czasie rzeczywistym. 16 000 lumenów LED oświetlenia czyni widocznymi nawet całkowicie ciemne pomieszczenia.

Mapa 3D w czasie rzeczywistym (Live-Map)Najważniejsza innowacja: trójwymiarowa mapa rosnąca w czasie rzeczywistym. Pilot widzi geometrię 3D, pozycję drona oraz pokryte i jeszcze niepokryte obszary.

Dane telemetryczneCzas lotu, stan baterii, odległość do punktu wejścia i status czujników – wszystkie krytyczne informacje na jeden rzut oka.

Smart Return-to-Home: Automatyczny powrót do punktu wejścia

Ponieważ ELIOS 3 poprzez SLAM stworzył pełną mapę 3D przestrzeni, zna drogę powrotną. Smart Return-to-Home nawiguje dron automatycznie wzdłuż przelecianej ścieżki z powrotem do punktu wejścia – nawet przez kręte confined spaces z ciasną przestrzenią i wieloma poziomami.

Skan LiDAR 3D kanału spalinowego – wynik SLAM

SLAM vs. inne metody nawigacji

Kryterium	GPS/GNSS	Visual SLAM	LiDAR-SLAM (ELIOS 3)	Ultradźwięki/ToF
Zastosowanie wewnętrzne	✘	⚠ Warunkowo	✔	⚠ Tylko wykrywanie przeszkód
Ciemność	✔	✘	✔	✔
Powierzchnie bez tekstury	✔	✘	✔	✔
Kartowanie 3D	✘	⚠ Ograniczone	✔ (1,31 mln pkt/s)	✘
Precyzja / Mapping	1–5 m	zmienna	±3 cm	cm–dm
Nadaje się do Confined Space	✘	✘	✔	✘

Ograniczenia SLAM: Co trzeba wiedzieć

Dryf przy dużych strukturachW ekstremalnie dużych pomieszczeniach (np. chłodnie kominowe > 100 m) algorytm SLAM może minimalnie dryfować.

Otoczenia ubogie w cechySLAM potrzebuje cech geometrycznych. W całkowicie okrągłych, gładkich zbiornikach bez żadnej struktury algorytm ma mniej punktów odniesienia – w praktyce rzadko problem dzięki spoinom i elementom wbudowanym.

Pył i paraGęsty pył lub para mogą rozpraszać wiązki LiDAR. ELIOS 3 jest używany w oczyszczonych confined spaces – resztkowy pył to nie problem, aktywne wydzielanie pary tak.

Limit temperaturyELIOS 3 jest specyfikowany na maks. 50°C temperatury otoczenia. W aktywnie opalanych instalacjach nie ma możliwości zastosowania.

Flyability ELIOS 3 – Kolizjoodporny dron z nawigacją SLAM
Confined Spaces – Inspekcja bez wejścia personelu
Inspekcja przemysłowa – Kompleksowa inspekcja dronowa
Inspekcja zbiorników – Wewnątrz i na zewnątrz
Inspekcja kominów – Bez rusztowania
Inspekcja silosów – Bez wejścia

Często zadawane pytania: Nawigacja SLAM

Czy ELIOS 3 może latać również na zewnątrz?: Tak – przy bezwietrznej pogodzie jest to możliwe. Latamy ELIOS 3 również na zewnątrz, np. przy ścianach zewnętrznych lub mostach rurowych, do ok. 10–15 m wysokości. Czynnikiem ograniczającym nie jest SLAM, lecz wiatr: klatka ochronna nie oferuje stabilności aerodynamicznej przy obciążeniu wiatrem.
Jak dokładna jest nawigacja SLAM?: LiDAR Ouster OS0-128 ELIOS 3 osiąga precyzję kartowania ±3 cm. Stworzone chmury punktów 3D są wysokoprecyzyjne i nadają się bezpośrednio do oceny uszkodzeń i planowania działań.
Co się stanie, jeśli SLAM zawiedzie?: ELIOS 3 można sterować ręcznie. Nawet przy awarii SLAM pilot może bezpiecznie powrócić dronem do punktu wejścia za pomocą obrazu z kamery i drążków sterujących. Klatka ochronna zapobiega uszkodzeniom przy kontakcie ze ścianami.
Czy SLAM działa pod wodą?: Nie. LiDAR nie działa pod wodą (rozpraszanie lasera). Do inspekcji podwodnych stosujemy systemy ROV z innymi metodami nawigacji (sonar, referencja wizualna). ELIOS 3 jest przeznaczony wyłącznie do przestrzeni powietrznych.

Zapytaj o inspekcję dronową

Skontaktuj się z nami w sprawie bezpłatnej konsultacji. Działamy od 2017 roku – na terenie całych Niemiec.