Drone Tech Blog
Ben jij gepassioneerd door drones en wil je meer leren over de technologische kant van deze vliegende robots? Wat is een drone en hoe zit hij in elkaar? Welke componenten zorgen ervoor dat je een drone slim en efficiënt kan maken voor specifieke toepassingen? Leer er alles over in deze Drone Tech Blog, opgesteld in het kader van het COOCK-project ‘Artificiële Intelligente Autonome Drones’ (lees meer) en het Industrie 4.0 Proeftuinproject ‘Drones in de bouw en landbouw’ (lees meer).
Inleiding
Er zijn twee aspecten essentieel wanneer drones ingezet worden. Een eerste aspect is de missie van de drone. Hiermee bedoelen we het doel dat men wil bereiken door een drone in te zetten. Het tweede aspect is de dronevlucht zelf. Bij beide aspecten komen heel wat verschillende uitdagingen kijken.
Missie-aspecten
In veruit de meeste gevallen betreft de missie van de drone het verzamelen van data in een bepaald gebied voor bijvoorbeeld monitoring, inspecties, mapping, …. Uiteraard is het essentieel om de juiste sensoren te gebruiken, bijvoorbeeld specifieke camera’s om tot een optimale beeldkwaliteit (resolutie, lens, spectrum, …) te komen. Nadien moeten de beelden nog geïnterpreteerd worden en dit liefst niet door beeld per beeld te bekijken. Het is veel beter als dit automatisch kan. Dit noemt men computervisie voor camerabeelden. Indien het over andere sensoren gaat, dan worden gelijkaardige technieken gebruikt die allemaal onder de noemer van artificiële intelligentie vallen. Daar gaan we in een andere blogpost dieper op in. Voor sommige missies is het belangrijk dat de beelden meteen real-time, tijdens de vlucht dus, geïnterpreteerd worden. Een hele klus dus!
Lees artikels over missie-aspecten
Vlucht-aspecten
De vlucht zelf is ook verre van triviaal. Globaal kan je vier blokken onderscheiden: besturing, lokalisatie, navigatie, en connectiviteit. Maar daarnaast is het ook cruciaal dat de drone in staat is zelf de omgeving te analyseren en gevaarlijke situaties kan voorkomen, bijvoorbeeld om een obstakel te ontwijken. Hiervoor kan de drone uitgerust worden met allerhande sensoren, alsook met de nodige hardware en software om deze data te verwerken om vervolgens de juiste actie te ondernemen.
Lees artikels over vlucht-aspecten
Toepassingen
Verder zijn er ook de limieten aan de inzetbaarheid van drones door de gelimiteerde vluchttijd of door de weersomstandigheden. Toepassingen voor drones zijn pas rendabel wanneer er een duidelijke winst of meerwaarde is, hetgeen betekent dat de totale kost om de drone in te zetten en de data te verwerken lager (of veiliger) is dan wanneer op een traditionele manier gewerkt wordt. Aangezien in ons land de werkuren van mensen typisch duur zijn ten opzichte van andere kosten of andere landen – we proberen geen politieke statements te maken – betekent dit vooral dat die specifieke kost omlaag moet. Dat kan enerzijds door de interpretatie van de data te automatiseren zodat dit niet meer manueel moet gebeuren. Indien we anderzijds geen piloot meer nodig hebben, winnen we helemaal. Dit kan door de drone zo slim te maken dat deze autonoom kan vliegen. Deze blog gaat in op beide aspecten en de uitdagingen die hierbij komen kijken.
Lees artikels over toepassingen
Missie-gerelateerde artikels en toepassingen
Leer meer over onze getoonde dronedemo’s rond AI voor autonome toepassingen
Op donderdag 4 mei 2023 opende Flanders Make zijn deuren in Leuven voor de COOCK demonstratie dag. Tien COOCK projecten, gefinancierd door VLAIO, werden er voorgesteld. Deze projecten hebben als doel de brug te maken tussen onderzoek en industrie, met als voornaamste doelgroep het ondersteunen van kleine- en middelgrote bedrijven. Bezoekers...
Leer meer over onze getoonde dronedemo’s voor de agrofood-sector
Op donderdag 4 mei 2023 opende Flanders Make zijn deuren in Leuven voor de COOCK demonstratie dag. Tien COOCK projecten, gefinancierd door VLAIO, werden er voorgesteld. Deze projecten hebben als doel de brug te maken tussen onderzoek en industrie, met als voornaamste doelgroep het ondersteunen van kleine- en middelgrote bedrijven. Bezoekers...
Drones in de bouw: 3D reconstructie op basis van dronedata
In de bouwsector worden steeds vaker 3D-reconstructietechnieken gebruikt om de exacte as-is toestand te beschrijven, ter vergelijking met de planning, het toezicht en het volgen van de voortgang van de bouw. Dergelijke 3D-reconstructies kunnen enerzijds worden gemaakt op basis van LiDAR-technologieën (Light-Detection-and-Ranging), waarbij de...
Transfer learning op dronebeelden: van boomtoppen tellen tot vogels detecteren
In het kader van het project “Drones in de (land)bouw” en “AI autonome drones” gaat Flanders Make na of het mogelijk is om met drones vogels uit wijngaarden te verjagen. Indien het mogelijk is om met behulp van de on-board camera live vogels te detecteren, kan de drone recht richting de vogels vliegen, voor een afschrikkender resultaat. Transfer ...
Wat is objectdetectie: een algemene introductie
Objectdetectie is een techniek die gebruikt wordt om de locatie van bepaalde objecten in een beeld te kunnen aanduiden, typisch met een gekleurd rechthoekje er rond. Wanneer we een reeks van beelden met telkens slechts één object moeten sorteren op categorie spreken we over classificatie. Bij Flanders Make hebben we verschillende projecten lopen...
Anomaliedetectie: onregelmatigheden opsporen met drones
Wat is een anomalie/onregelmatigheid en wat is een “Anomalie Detectie” systeem? Welke technieken binnen het visie-domein gebruikt kunnen worden en welke het meest geschikt is in welk geval. Wat het verschil is supervised, semi-supervised, of non-supervised technieken voor het trainen van de zelflerende algoritmes?
Getest: een drone als vliegende assistent voor landbouwvoertuigen
Binnen de landbouw kijkt men naar drones in de eerste plaats als middel om informatiekaarten van de velden op te bouwen. Hierbij leveren ze een hoge-resolutie alternatief voor satellietbeelden. Drones zouden echter ook “live” ingezet kunnen worden terwijl de landbouwer op de akker aan het rijden is. Zo kan de drone beelden leveren of metingen...
Zijn LiDARs nuttig voor het detecteren van vogels om ze gerichter te kunnen verjagen?
n dit artikel zoeken we uit of innovatieve oplossingen zoals bijvoorbeeld LiDAR-scanners een oplossing kunnen bieden om vogels te detecteren om ze richter te kunnen verjagen.
Welke types van sensoren voor drone bestaan er en wat zijn hun voor- en nadelen?
In dit artikel geven we een overzicht van de types van sensoren die er beschikbaar zijn voor dronetoepassingen en hun sterke en zwakke punten.
Wat zijn omnidirectionele camera’s en voor welke toepassingen zijn ze nuttig?
Onderzoekers van UHasselt keken hoe omnidirectionele 720° camerasensoren kunnen toegepast worden op drones. Het camerasysteem moet licht zijn zodat het makkelijk aan een drone kan, een hoge resolutie hebben voor professionele beelden te maken en live videostreaming naar de grond zodat de beelden meteen gebruikt kunnen worden.
ACROFRUIT project maakt nieuwe resultaten bekend voor het ondersteunen van de landbouw door automatisatie
Acrofruit werkte verschillende use cases voor de fruitteelt uit met als doel integratie van innovatieve nieuwe (maar bestaande) technologie te stimuleren in de landbouwsector en de kenniskloof tussen technologiesector en landbouwsector verkleinen. Processen die onder de loep genomen werden waren ten eerste het verzamelen en gebruiken van verschillende types data voor het opstellen van kaarten.
Scheuren detecteren op een 3D-model van een betonstructuur: hoe begin ik eraan?
In dit artikel gaan we nog een stapje verder een lichten we toe hoe je scheuren kan detecteren op een 3D-model van een betonstructuur.
Algoritmes voor scheurdetectie in beton: hoe werkt dat?
In dit artikel zullen we bekijken hoe we aan de hand van artificiële intelligentie één bepaald fout-type kunnen herkennen in gewone kleurenfoto’s, nl. betonscheuren. In een volgend artikel bekijken we hoe we de deze scheurdetectie toepassen om deze scheuren op een 3D model te visualiseren. Schrijf je in op onze nieuwsbrief om het niet te missen!
Hoe werken ‘markers’ en welke gebruik ik voor mijn dronetoepassing?
In sommige toepassingen van dronetechnologie kan het een enorme meerwaarde opleveren om met visuele markers te werken. Een oud maar nog steeds erg courant voorbeeld zijn de 1D barcodes of “streepjescodes. Daarnaast zijn QR-codes ook een erg bekend concept geworden. Het doel van zulke markers is om informatie te coderen die makkelijk uit te lezen is met een visie-sensor zoals een camera of laser scanner, en die kan dus bijvoorbeeld ook onder een drone gemonteerd zijn. In dit theoretisch artikel gaan we dieper in op de mechanismes achter dergelijke markers, alsook de mogelijke dronetoepassingen en software om gescande data mee te verwerken.
Object tracking van en door drones: hoe werkt dat?
In dit artikel gaan we dieper in op de technische aspecten die komen kijken bij het ontwikkelen van toepassingen rond object detectie van en door drones.
Hoe kan je automatisch dozen en paletten tellen in een magazijn mbv een slimme drone?
Voor veel bedrijven en organisaties is een accurate en actuele bepaling van de voorraden in hun magazijn vaak cruciaal voor hun operationele, maar tegelijk is het ook een zeer tijdrovende bezigheid om de voorraad te tellen. In dit artikel gaan we technisch dieper in op de technologie die Flanders Make ontwikkeld heeft om een automatische inventarisatie te doen met behulp van een drone.
Tools en technieken voor data augmentation bij beeldanalyses
Een veel voorkomend probleem waarbij artificiële intelligentie een grote hulp kan zijn is het identificeren en classificeren van bijvoorbeeld dronebeelden. Als concreet voorbeeld zullen we in dit werk het classificeren van foto’s in twee categorieën bekijken (honden en katten), maar de technieken en conclusies hier gepresenteerd zijn ook toepasbaar op de andere toepassingen.
Waarom en hoe kalibreer ik best mijn camera voor automatische beeldherkenning?
Camera calibratie bestaat er uit om bepaalde parameters van de camera te bepalen die je dan in de formules kan invullen om de gewenste dingen te berekenen.
Hoe kies ik de juiste camera voor mijn dronetoepassing?
In dit artikel lees je een korte beschrijving van de functies en opties die beschikbaar zijn met de sensoren die op de markt zijn. Zo kan u de type sensoren selecteren die pasen bij de behoeften van uw toepassing.
Hoe werkt artificiële intelligentie voor het automatisch tellen van aardbeibloemen
Opbrengstvoorspelling is een belangrijk aspect bij het cultiveren van aarbeien om logistieke redenen, zoals het voorzien van voldoende personeel, transport, verpakking, en opslag. In dit artikel lees je hoe dronedata ingezet kan worden om een automatische oogstvoorspelling uit te voeren.
Argus Vision: waarom een 3D-meetstaat een goed idee is
Wat begon als een digitale ‘plaatsbeschrijving’ groeide uit tot een werkinstrument dat het bouwproces van ‘The Faktory’ op verschillende vlakken optimaliseerde. We hebben het over fotogrammetrie in combinatie met drones, een techniek die resulteert in een 3D-visualisatie die op haar beurt een perfecte basis voor BIM blijkt te zijn. ‘The Faktory’...
Camera basics: hoe bereken ik de juiste sensorresolutie en brandpuntsafstand?
Om goede beelden of data te verzamelen is het cruciaal om een aantal basistechnieken van fotografie goed onder de knie te hebben. In dit artikel gaan we dieper in op het berekenen van de benodigde resolutie van de sensor en de brandpuntsafstand van de lens.
Drones tillen thermische scans naar hoger niveau in combinatie met fotogrammetrie
Nieuw is dat op warmtebeelden ook fotogrammetrie (scanning) wordt toegepast. Hierdoor kan een thermische orthofoto in 2D en zelfs een thermisch 3D-model als eindresultaat worden aangeboden. Zo zijn de probleemgebieden in één oogopslag te detecteren en kan via de software op elk detail worden ingezoomd. Yves Lantin van Didex getuigt.
Fotogrammetrie als hulpmiddel voor off site productie
Bij Quartier Bleu werd aangetoond dat fotogrammetrie in combinatie met drones niet moet onderdoen voor laserscanning.
Geautomatiseerde materiaalherkenning met spectraalmetingen
Samen met DIDEX en i-LUDUS onderzocht het WTCB binnen het project ‘Icarus’ het potentieel van multispectrale mapping. En dat is er wel degelijk voor tal van gebouwen, waaronder historische panden.
Voor welke toepassingen zijn drones een absolute meerwaarde?
Over het algemeen kan gesteld worden dat drones typisch een meerwaarde zijn bij situaties waarbij er heel snel gereageerd moet worden. Bijvoorbeeld wanneer er een brand is of wanneer er ergens een ongeluk gebeurd is. Andere situaties waar drones nuttig blijken, zijn moeilijk bereikbare plaatsen, bijvoorbeeld op grotere hoogtes of in afgelegen gebieden.
Computer visie: hoe analyseert een algoritme jouw beeldmateriaal?
Computervisie is een interdisciplinair wetenschappelijk veld dat zich bezighoudt met hoe computers op hoog niveau inzicht kunnen krijgen uit digitale afbeeldingen of video’s, maar dan zonder het voordeel van menselijke hersenen te kunnen gebruiken.
Dataverzameling voor AI: waarom diversiteit van beeldmateriaal zo belangrijk is
Probeer in verschillende lichtomstandigheden, met andere acquisitie-instellingen en zelfs met verschillende camera’s of lenzen op te nemen. Als de omgevingsinvloeden voldoende gerandomiseerd zijn, is het onwaarschijnlijk dat het AI-algoritme ze zal gebruiken om zijn beslissing te sturen.
3D-scanning met drones: dé meettechniek van de toekomst in de bouw?
Het digitaliseren van gebouwen opent voor alle partijen de deur naar tal van nieuwe toepassingsmogelijkheden en een drone is hiervoor een uitstekend hulpmiddel. In de nabije toekomst kan het tijdens het bouw- of renovatieproces ook een werkinstrument zijn om de werken op te volgen en inspecties uit te voeren.
Vlucht-gerelateerde artikels
Software voor autonome drone functies: een greep uit het marktaanbod
De laatste jaren is er een overvloed aan mobiele softwaretoepassingen voor drones op de markt gebracht. Deze toepassingen van derden zijn gebouwd om de autonome functionaliteit en de besturingsmogelijkheden van een specifiek dronemodel of -productlijn te verbeteren of aan te vullen. Dit artikel behandelt een greep uit deze softwaretoepassingen en...
Lokalisatie van een drone op basis van 360° camerabeelden i.p.v. GPS-signaal
Wanneer er geen nauwkeurig GPS-signaal beschikbaar is, zoals bijvoorbeeld binnenshuis, kort bij gebouwen of onder bruggen, moet men beroep doen op andere lokalisatietechnieken. Een veel gebruikte techniek werkt op basis van camerabeelden waarbij een kaart van de omgeving wordt opgebouwd en tegelijkertijd de drone zich hierin probeert te lokaliseren.
Een autonome micro drone die bloemen bestuift, hoe werkt dat?
Tijdens het slot event van het Omnidrone project presenteerde prof. Toon Goedemé van de KU Leuven hoe zijn research team slimme beeldverwerkingstechieken toepast voor het bestuiven van bloemen met behulp van een micro drone die autonoom een bloem zoekt, hier naartoe vliegt, en deze vervolgens bestuift. In dit artikel lees je een samenvatting van zijn uiteenzetting over dit thema en diverse links naar meer uitgebreidere informatie.
HERBEKIJK: Hoe creëren we de next generation op AI gebaseerde autonome systemen?
In dit webinar duiken enkele onderzoekers van Flanders Make in geautomatiseerde AI-visietechnieken voor robots om producten te lokaliseren en open software voor op beperkingen gebaseerde optimale bewegingsplanning.
Hoe kies ik de juiste communicatietechnologie voor mijn specifieke dronetoepassingen
Nieuwe technologische ontwikkelingen en sensoren verhogen het gebruiksgemak en de veiligheid van drones, aangezien hierdoor steeds meer vluchtaspecten geautomatiseerd kunnen worden. Drones worden met andere woorden steeds gebruiksvriendelijker en veiliger. Een van de grootste uitdagingen hierbij is communicatie en dit op verschillende vlakken.
Sensor fusion toolbox ‘Oase’ voor indoor lokalisatie
Om de tekortkomingen van de verschillende lokalisatietechnologieën te overbruggen kan gebruikt gemaakt worden van sensor fusie, waarin de metingen van verschillende technologieën gecombineerd worden om de drone te lokaliseren. De meest gekende techniek voor sensor fusie is de Kalman filter, die ook in verschillende varianten bestaan voor niet-lineaire systemen zoals een drone.
The next step in the sky: autonome drone-navigatie
Om het volledige potentieel van autonome drones te realiseren, is het oplossen van problemen met autonome navigatie cruciaal. Met het huidige niveau van technologische ontwikkelingen in hardwaretechnologie, goedkopere en betaalbare sensoren en slimmere algoritmen, bevindt de industrie zich in een uitstekende positie om deze concepten te vertalen naar een functioneel product, dat het volgende tijdperk van transport zou kunnen gaan definiëren.
Draadloos communiceren met je drone: kiezen voor Wi-Fi of 4G?
Het type data over deze draadloze transmissie varieert afhankelijk van de applicatie, maar kan algemeen teruggebracht worden tot positionerings-, controle- en sensor data. In dit blogartikel gaan we dieper in op de verschillende soorten communicatietechnieken van drones.
Welke technieken bestaan er voor drone-lokalisatie?
De lokalisatie van de drone kan absoluut zijn, bijvoorbeeld aan de hand van global navigation satellite system (GNSS) coördinaten en gekende punten, of relatief, waarbij de afstand tot een bepaald object gebruikt wordt.
Alles wat je moet weten over de flight controller van een drone
Voor de stabilisatie van de drone tijdens de vlucht gebruikt de flight controller de informatie van haar inertial measurement unit (IMU). De IMU bestaat typisch uit drie gyroscopen en drie versnellingsmeters of accelerometers. Bijkomende sensoren kunnen de werking van de IMU verbeteren en dus de stabiliteit tijdens de vlucht verhogen.