OBS: Artikkelen nedenfor er nå et par år gammel. Nye lover og forskrifte han ha blitt vedtatt. Teknologien beveger seg også videre.I en tidligere posting beskrev jeg om de juridiske rammene som omfatter privat bruk av et quadkopter (drone). I denne postingen vil jeg se litt på erfaringer gjort etter om lag 20 flyvninger med et quadcopter på en avsidesliggende gård på Mindland – en øy på Helgelandskysten.

Jeg vil belyse to av de viktigste forholdene rundt utprøvingen av quadcopteret. Det er riktig å starte med sikkerhet. Deretter vil jeg se på tekniske forhold rundt denne utprøvingen.

Sikkerhet, sikkerhet, sikkerhet…

Det er åpenbart at tap av kontroll av et quadkopter er en mulighet. Dette kan ha mange årsaker. Jeg har laget en liste. Noen av de potensielle årsakene i listen nedenfor overlapper. Noen av dem kan opptre separat og være håndterbare, noen av dem har potensiale i seg til å være katastrofale dersom de opptrer samtidig. Et quadkopter på 1-2 kilo som faller ned fra en høyde på 50 meter kan gjøre ubotelig skade på mennesker og materiell. Sikkerhet er viktig.

Her følger noen mulige årsaker til tap av kontroll av et quadkopter (farkost):

• Operatørens manglende kunnskap om fartøyet og dets kapasitet/begrensninger
• Manglende konsentrasjon hos operatøren
• Ved operatørens feiltolkning av farkostens hastighet, retning og høyde kan operatøren gi farkosten styringssignaler som fører til havari.
• Feil i operatøren eller produsentens oppsett av farkosten kan føre til havari. Slike feil kan for eksempel være:
  • løse komponenter
  • komponenter av lav kvalitet
  • programmeringsfeil
  • “tukling” med kontrollparametre
• Mangel på “failsafe”-systemer
• Ukritisk bruk av ruteplanleggingsverktøyer
• Manglende kunnskap om lokal geografi
• Kollisjon med fugler
• Bruk av farkost i skadelig vær:
  • regn kan føre til uforutsigbare endringer i eksponert elektronikk farkosten
  • vind kan påvirke flyvedyktigheten
  • romvær kan påvirke posisjonssystemer
• Andre komponenter som ved skade eller andre avvik kan påvirke flyvedyktigheten:
  • GPS
  • Gyroskop
  • Barometer
  • Magnetometer (kompass)
• Batterifeil kan føre til tap av bærekraft
• Motor og/eller propeller kan svikte
• Brann ved lading av batteriet.

Listen er selvsagt ikke uttømmende. Et quadkopter har iboende muligheter for feil som gjør at den må overvåkes kontinuerlig. Likevel vil av kontroll vil skje. Litt paranoia vil ikke skade, men heller gjøre at man er ekstra forsiktig.

Man kan unngå alvorlige konsekvenser blant annet ved å:

• Operere i henhold til luftfartsloven og relevante forskrifter/sirkularer
• Være oppmerksom på andre flyvende farkoster i nærheten – og lande kopteret dersom det kommer fly/helikoptre i nærheten
• Operere i områder uten andre mennsker i nærheten
• Operatøren må være våken og fokusert – distraksjoner må unngås
• Kjenne farkosten godt nok til å kompensere for feil ved farkosten
• Kjenne området godt nok til å styre farkosten til steder hvor konsekvensene av styrt er minimaliserte
• Sette opp og følge sjekklister som følger quadkopteret.
• Være oppmerksom på når kopteret er armert (altså klart for bruk) og når det er sikret
• Starte alle flyvninger med en teknisk takeoff og landing (opp til 2-3 meter og ned igjen) slik at man ser om farkosten oppfører seg som forventet

I min utprøving av quadcopteret har jeg vært innom noen av disse utfordringene – i liten skala. I overkant skjeve landinger har ført til ødelagte propeller og ett ødelagt batteri, men jeg tror likevel det har gitt meg et erfaringsgrunnlag som gjør at jeg kan operere kopteret på en tryggere måte enn tidligere.

Min erfaring er at det kan være lurt å prøve ut et quadkopter midt på et stort jorde – omtrent som det jeg gjorde. Send familien innendørs eller hold dem på trygg avstand. Å prøve ut et quadkopter i bynære områder er ikke bra. Ikke i det hele tatt bra. For min egen del er det noe jeg skal vente lenge med.

Jeg er heller ikke spesielt interessert i å ta bilder av bygninger i byer. Jeg er mer interessert i hvordan et quadkopter og andre droner kan benyttes i naturforvaltningen. Dette har jeg skrevet om i en tidligere artikkel, og jeg kommer antakelig til å ta opp temaet i et par senere artikkel også.

Teknisk beskrivelse

Quadkopteret fra 3D Robotics er et fascinerende stykke teknologi. 3D Robotics er bare en  av mange leverandører av quadkoptre. Jeg valgte et quadkopter fra 3D Robotics på grunn av at programvare og kjernekomponenter er basert på åpen kildekode. Økonomi er også en faktor. Med moms kommer prisen  på et quadkopter med fjernkontroll på rundt 12.000 norske kroner. Det er ikke direkte billig. Men bare marginalt dyrere enn f.eks et kurs som heter “Astrologi i Egypt”. For meg var dette et enkelt valg – det ble et quadkopter.

Hva er et quadkopter?

Et quadkopter har fire propeller montert på en ramme. Propellene er plassert slik at de trekker luft ned mot bakken og på den måten bidrar til å løfte quadkopteret.

På rammen er det montert en liten datamaskin som styrer hastigheten på rotorene slik at quadkopteret ikke kommer i ubalanse og tipper til en side. Flere typer sensorer gir informasjon til datamaskinen slik at beregningen gir god balanse. Et gyroskop gir informasjon om vinkel og aksellerasjon, et magnetometer (digitalt kompass) gir informasjon om kompassvinkel, et barometer gir supplerende informasjon om høyde og endring i høyde, en sonar kan gi informasjon om høyde, et kamera kan gi informasjon om forflytning og en GPS gir informasjon om posisjon og høyde. Til sist gir en radiomottaker styringssignaler fra en operatør.  Operatøren kan på den måten gi kommandoer om løftekraft og retning slik at quadkopteret kan styres i ønsket retning.

Datamaskinen omord kan programmeres til å følge fly mellom punkter definert med lengde/breddegrad og høyde. Den kan også settes opp til å gjennomføre sammensatte kommandorekkefølger autonomt. For eksempel kan et quadcopter programmeres til å returnere til oppstartspunktet dersom kopteret flyr utenfor et område definert med en radius og høyde. Det kan også programmeres til å holde en definert posisjon og høyde.

Er det vanskelig å fly et quadkopter?

Etter å ha brukt noen dager på dette må jeg si både ja og nei. Det krever noen timers flygning å få god kontroll over quadkopteret. Det kreves også litt erfaring for å tolke retning og hastighet på kopteret når avstanden er noe større enn ca 20 meter. Dette er ikke enkelt – så svaret for manuell flygning er nei. Men jeg har så langt fokusert på programmert styring av quadkopteret. Det betyr at jeg har definert flyvningene på et kart og overlatt selve flyvningen til datamaskinen på quadkopteret. For meg har dette vært ganske enkelt. Ruteplanlegging er imidlertid en øvelse som krever at man holder ordne på detaljene. Ber man kopteret om å fly i en høyde på 5 meter gjennom en skog så gjør det akkurat det. Da er løpet kjørt for den dagen. Det er mao enkelt å fly, men man må ha kontroll på hva man gjør.

Jeg ser at jeg kan få mye morro ved å trene mer på manuell flygning. Dette er ikke minst viktig i forhold til å “redde” helikopteret eller avverge farlige situasjoner for tredjeperson dersom det skulle oppstå noe uforutsett.

Veien videre

Min hovedinteresse for bruk av et quadkopter er å se på hvordan det kan benyttes til fotografering av naturområder slik at man kan gjøre forvaltningsrelaterte beslutninger basert på tolkninger av disse fotoene. Jeg har tidligere skrevet om hvordan begrensninger i den nasjonale høydemodellen (DEM) begrenser akvatisk forskning.

• Elevation models, climate change and fresh water ecology…

Jeg har tidligere arbeidet med etablering av databaser som tar vare på data fra flytelling av dyr på afrikanske savanner. I dette arbeidet har innsamlingen blitt gjort vha småfly som flyr i lav høyde – ofte under 100 meter over bakken. Jeg ser for meg at en del av analyseteknikker benyttet ved slike flyvninger kan overføres til bruk på quadkoptre eller mer ordinære flytyper i “modellformat”. Dette er noe jeg vil komme tilbake til i to senere artikler. Dette vil bli mer teoretiske artikler.

• Foto- og analysemetoder ved bruk av quadkoptre
• Innledende vurderinger av flytellingsmetodikk og vegetasjon/substratanalyse ved bruk av quadkoptre

Disse artiklene vil bli skrevet på engelsk.

Hele prosessen er morsom og gir inspirasjon til mer strukturert bruk av droner! Gjennomføring av slike prosjekter kan kun gjøres etter særskilt tillatelse slik beskrevet i AIC-N 14/13 20 JUN Bruk av ubemannede luftfartøy i Norge. Vi får se hva det blir til.