ČVUT a ČEPS testují možnosti využití autonomních dronů pro inspekci elektrického vedení
Vědci z Fakulty elektrotechnické ČVUT ve spolupráci se společností ČEPS ověřují praktické možnosti inspekce elektrického vedení s pomocí létajících robotů v rámci evropského projektu Aerial-Core. Stávající výsledky výzkumu demonstrovala skupina Multirobotických systémů (MRS) z FEL ČVUT na úseku elektrického vedení na Berounsku.
Vizí je, že v budoucnosti v případě nějaké poruchy proletí roj dronů autonomně určenou trasu a jejich kamery nasnímají vybrané prvky elektrického vedení. Získané záběry budou již během letu analyzovány s využitím strojového učení a zaslány pro finální vyhodnocení pracovníkům inspekce. Ti tak budou moci okamžitě identifikovat například místo poruchy a zahájit opravu v mnohem kratším čase, než je dnešní běžná praxe.
Kromě řešení nenadálých poruch se spolupráce ČVUT a ČEPS soustředí na robotizaci preventivních kontrol celé rozsáhlé přenosové soustavy v ČR. V současné době inspekci elektrického vedení zajišťuje pilotovaná helikoptéra, která letí od jednoho stožáru ke druhému a posádka pořizuje dokumentaci. Dron nebo dokonce koordinovaný tým dronů tyto úkoly dokáže zvládnout mnohem rychleji a také levněji. ČEPS chce v budoucnosti nahradit pilotované inspekce bezpilotními prostředky, které mohou mít různou míru autonomie.
Právě různá míra autonomie je vlastnost, která od sebe jednotlivé systémy dronů výrazně odlišuje. Základní úroveň představují drony, které po vymezené trase řídí operátor. Pokročilejší systémy navádějí dron samostatně podle předem naprogramovaných GPS bodů. Vědci z FEL ČVUT ale posouvají úroveň autonomie ještě mnohem dál.
„Software, který s využitím palubní umělé inteligence vyvíjíme ve skupině Multirobotických systémů, je ojedinělý v tom, že je schopen vytvořit tým samostatně uvažujících spolupracujících dronů, přesnější by bylo říci autonomních vzdušných robotů. Plně autonomní drony s využitím palubních senzorů upřesňují svůj let a přizpůsobují své chování změnám v okolním prostředí. To zvyšuje spolehlivost, přesnost a kvalitu získaných dat. Naše drony tak mohou reagovat na nenadálé situace a nezaskočí je ani překážky v cestě či popadané větve,“ vysvětluje doc. Martin Saska, vedoucí skupiny působící na katedře kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT.
Cílem spolupráce s firmou ČEPS je integrovat skupinu vzájemně ve vzduchu spolupracujících dronů tak, aby byly schopny kontrolovat infrastrukturu v dosahu několika kilometrů a snímat přitom klíčové prvky, jako jsou izolátory, s velkou přesností a opakovatelností. To je nezbytné pro pořízení záběru vždy ze stejného místa a z požadovaného úhlu, což je klíčové pro automatickou inspekci a sledování vývoje stavu jednotlivých komponent vedení v čase.
„Jedním ze záměrů naší společnosti je nahrazení leteckých kontrol prováděných helikoptérou bezpilotními letouny. Budoucnost kontrol vedení pak spočívá v dronech létajících plně automaticky bez přímého řízení pilotem po přesně vytyčených a automaticky generovaných letových drahách. To by mělo přinést snížení nákladů na údržbu přenosové soustavy, zvýšení bezpečnosti kontrol a ve výsledku i jejich větší standardizaci,“ říká Milan Sedláček, ředitel sekce Řízení údržby společnosti ČEPS.
Ovládání dronu pomocí gest
Součástí demonstrace na Berounsku byla také kooperace člověka a dronu při konstrukční práci na vedení, při kterém je pohyb robotů ve vzduchu ovládán gesty člověka. Drony jsou vybaveny kamerou a jsou schopny vnímat gesta svého operátora. V univerzitních laboratořích skupiny Multirobotických systémů v Praze na Karlově náměstí pracují na vývoji „abecedy“, která bude jednoznačně definovat manipulační pokyny.
„Spolupracujeme při tom s Univerzitou v Soluni. Systém bude možné v budoucnu využít pro instalaci rozměrnějších částí vedení případně autonomní zavážení kabelů pomocných lan v člověkem obtížně dostupných místech. To je další schopnost, kterou operátoři ocení, protože nahrazuje lidskou práci v obtížných a nebezpečných podmínkách,“ dodává doc. Martin Saska.
Zapojení robotů do oblasti rozvodných služeb tak, aby současně splňovaly požadavky na bezpečnou a efektivní spolupráci s pracovníky inspekce a údržby, je žhavé téma a řeší je operátoři v celé Evropě. Drony mají potenciál zásadně změnit stávající způsob inspekce a údržby liniových infrastruktur typu elektrického vedení, ale nabízí se využití i v oblasti dalších veřejných služeb či dopravy. Systém, který skupina MRS vyvíjí, je součástí evropského projektu Aerial-Core, který koordinuje univerzita ve španělské Seville. ČVUT na něm participuje jako jeden z klíčových partnerů a ČEPS je členem průmyslového poradního orgánu.
Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT.
