Massimo livello di sicurezza: atterraggio di emergenza a tre eliche M300 RTK

Una linea di sicurezza in più per la tua tranquillità

Quando lo vedi per la prima volta, la nuova modalità di atterraggio di emergenza a tre eliche sembra impressionante e anche un po’ strana. La modalità mette il drone in una rotazione rapida, dove inizia a ruotare da due a tre volte al secondo. Esatto, l’intero drone gira durante il volo finché non è di nuovo a terra.

E in quella rotazione c’è la sua salvezza. La rotazione rapida consente ai motori di distribuire la loro spinta in modo più uniforme sotto il drone, permettendogli di mantenere una relativa stabilità. Poiché il braccio con il motore non funzionante non è mai fermo a lungo in un punto, è impossibile che il drone inizi a cadere su quel braccio. Infatti, una volta che la rotazione è in corso, il Matrice 300 RTK è un po’ come un giroscopio o un volano.

E anche se sembra piuttosto insolito, questo è in realtà piuttosto notevole: il Matrice 300 RTK è in grado di fare ciò che è stato storicamente impossibile per un quadricottero: volare con tre motori.

Sembra fantastico, vero? Lo è. Stai a guardare.

Modalità di atterraggio di emergenza a tre eliche

Se utilizzi i quadricotteri da un po’ di tempo, conoscerai la dura verità: se un motore si guasta, il tuo UAS cadrà dal cielo. E nemmeno con un leggero battito d’ali. Il tuo drone sta andando verso il basso, più o meno velocemente quanto la gravità può trascinarlo verso il suolo. Alla fine di quella caduta, lo schianto non sarà piacevole.

Questo rischio di guasto è lontano ma molto reale, è il motivo per cui alcune persone hanno tradizionalmente optato per esacotteri come la piattaforma Matrice 600. Quando uno dei suoi sei motori si guasta, un drone a sei rotori può comunque essere riportato a terra in sicurezza da un pilota decente. Ma non quando ci sono solo quattro motori. Quindi, anche il miglior pilota immaginabile non può salvarlo dall’inevitabile.

“Normalmente, se perdi la spinta di un’elica, le tre eliche rimanenti non possono fornire al drone una spinta sufficiente”, spiega Freda Peng, Senior Product and Solution manager di DJI. “E quelle tre eliche non possono mantenere il drone in volo stabile.”

Mentre questo tipo di rischio potrebbe essere accettabile per un’unità costruita in casa o un quadricottero economico, è un’altra situazione nel mondo dei droni aziendali. Con sensori di fascia elevata, come la serie H20, LiDAR e zoom ottici ad alta potenza, la posta in gioco è molto più alta. Questi droni sono macchine costose con extra costi, come la tecnologia Real-Time Kinematic (RTK) per una maggiore precisione spaziale. Sono anche in costante richiesta nei cantieri industriali, dove i tempi di fermo non sono un’opzione.

Probabilità di guasto basse

Naturalmente, i prodotti DJI sono costruiti per durare. E le probabilità di avere un malfunzionamento con un sistema di propulsione sono molto basse. In effetti, gli ingegneri DJI hanno calcolato che le probabilità di guasto di un motore o di un ESC sono intorno allo 0,01%. Quelle sono probabilità piuttosto basse.

Ma possono verificarsi dei guasti, specialmente quando i droni operano in ambienti difficili che definiscono molti lavori industriali. Di conseguenza, DJI ha deciso che sarebbe stato utile aggiungere una funzionalità fondamentale alla sua nuova piattaforma Matrice 300 RTK. Utilizzando il software in combinazione con la sua scheda flight controller, il Matrice 300 RTK ha una funzione salvavita.

Come funziona

Su qualsiasi drone, il flight controller funziona sempre. Uno dei suoi compiti principali è garantire un volo stabile. Lo fa controllando costantemente i sensori di bordo per garantire che il drone sia a livello e monitorando costantemente le RPM di tutti i motori. In combinazione con i regolatori di velocità elettronici o ESC, accelera e rallenta continuamente i motori per garantire che il drone sia sempre stabile nell’aria. Questi controlli del sistema vengono eseguiti diverse centinaia di volte al secondo, con piccoli aggiustamenti che avvengono costantemente.

Con il Matrice 300 RTK, il flight controller e altri algoritmi software specializzati ora fanno qualcosa di completamente nuovo e senza precedenti per un quadricottero DJI: se rilevano che il drone ha perso potenza in un motore o che un motore sta ruotando abbastanza al di sotto della velocità da causare un problema di stabilità, subentra il flight controller. Mette il drone in una modalità di sopravvivenza di emergenza progettata per far cadere la macchina in sicurezza o per consentire al pilota di guidare manualmente il Matrice 300 RTK in una posizione più sicura per un atterraggio.

Primo risponditore veloce

Potresti pensare a questo pacchetto hardware e software, in qualche modo, come un primo soccorritore. La scheda del flight controller può rilevare un’anomalia del motore in meno di 100 millisecondi. È consentito un buffer aggiuntivo di 100 millisecondi per evitare il rilevamento di falsi guasti prima di passare automaticamente alla modalità di atterraggio di emergenza a tre eliche. Se non superano i 200 millisecondi e la velocità angolare del drone sarebbe troppo alta per essere controllata, un grosso ostacolo nell’atterraggio di emergenza controllato a tre eliche. Gli algoritmi di controllo del volo aggiornati dell’M300 RTK hanno praticamente eliminato qualsiasi ritardo prima che il software prenda il sopravvento per mettere il drone nella sua rotazione salvavita.

Non sorprende che ci sia una deriva che si verifica come risultato di tutta quell’energia rotazionale. Il Matrice 300 RTK potrebbe andare alla deriva di circa 30 metri prima di cadere a terra. Tuttavia, in realtà non atterra durante la rotazione. Il pilota utilizza uno speciale comando a joystick per spegnere i motori una volta che il Matrice 300 RTK è molto vicino al suolo e, si spera, una superficie più morbida come l’erba.

“Continuiamo a testare e ottimizzare”, afferma Peng. “Quindi gli ingegneri continueranno ad aggiornare questa funzione.”

Prima un Matrice 300 RTK

Secondo Freda Peng di DJI, questa funzione era stata pianificata per il Matrice 300 RTK dall’inizio. Sebbene fosse sicuramente una sfida ingegneristica, DJI sapeva che questa era una caratteristica che i clienti avrebbero apprezzato, specialmente su un modello aziendale di fascia alta.

Al momento, questa funzione è disponibile solo su Matrice 300 RTK. Peng dice che è possibile che raggiungerà altri prodotti DJI, ma per ora il focus è sul Matrice 300 RTK.

Notevole

È incredibile vedere come questa funzionalità sia passata da un concetto a una realtà ingegneristica. Sarà ancora più sorprendente se riceveremo alcune segnalazioni di questo salvataggio di un Matrice 300 RTK sul posto di lavoro.

Le probabilità sono basse che un atterraggio a tre eliche sarà mai necessario per la maggior parte degli utenti del Matrice 300 RTK. Ma per quelle rare occasioni in cui qualcosa va terribilmente storto… questa caratteristica particolare può salvarlo.