I samband med flyktingkriser och migrantströmmar har havet varit en återkommande och riskfylld färdväg. Resor med dåliga eller överlastade fartyg har lett till att människor förolyckats till sjöss. I projektet ”Quadcopter, fixed wing, and marine drones for search and rescue” utvecklar ett team på Chalmers ett nytt slags helautomatiserat system för sök- och räddningsoperationer. Systemet bygger på ett samarbete mellan både vatten- och luftbaserade drönare som med hjälp av ett kommunikationssystem på egen hand kan söka av ett område, larma myndigheter om människor i nöd och ge grundläggande hjälp innan bemannade räddningsfarkoster har hunnit fram.


 
Drönarsystemet består av tre samarbetande komponenter: en marin katamaran-drönare som kallas Seacat och som fungerar som bas för de andra drönarna, en flotta av bevingade luft-drönare som bevakar det omgivande området och en quadcopter som kan närma sig människor i nöd och leverera exempelvis förnödenheter, vårdartiklar eller flythjälpmedel. Quadcoptern – en drönare med fyra motorer och därför har förmåga att hovra – kan bära last som väger upp till cirka två kilo.

– Projektet bygger på den enkla principen att olika drönare har olika fördelar och genom att låta flera olika typer av autonoma drönare samarbeta kan sökeffektiviteten och räddningsinsatsens reaktionshastighet förbättras väsentligt, med potential att rädda fler liv, säger Xin Zhao, post-doc vid avdelningen för strömningslära på Chalmers.

Tomas Grönstedt, professor vid avdelningen för strömningslära:
– Dessutom skulle systemet i princip kunna kopplas till vilken offentlig tjänst som helst eller frivilliga som kan ge någon form av hjälp.


Automatisk batteriladdning och uppskjutning nästa steg
Den marina drönaren, Seacat, tillhandahåller en internetupplänk samt en lokal kommunikationslänk som används för att koordinera de flygande drönarna. Den innehåller också en utskjutningsramp för drönarna med fasta vingar. Alla luftburna drönare är utrustade med kameror och ett positioneringssystem. Samtliga drönare kan röra sig helt autonomt - den marina drönaren följer en fördefinierad rutt med sluten slinga. Drönare med fasta vingar tilldelas sökområden automatiskt enligt en intelligent algoritm som maximalt utnyttjar antalet tillgängliga drönare.

När en drönare med fasta vingar upptäcker föremål i vattnet skickas quadcoptern till platsen för att ta bilder. Fotografierna kan sedan skickas till en räddningscentral i land via den marina drönaren. Räddningscentralen å sin sida kan sända ut quadcoptern med förnödenheter. När batteriet i en av de vingburna drönarna börjar ta slut tas den ur drift och landar i vattnet nära Seacat-drönaren, där den kan plockas upp och laddas automatiskt för att sedan skickas ut igen.

– Hittills har vi lyckats genomföra en quadcopterlandning på Seacat och de bevingade drönarna har byggts och utvärderas nu säger Ola Benderius, docent på avdelningen Fordonsteknik och autonoma system som också har lett projektet.

– Inom ramen för en fortsättning av projektet kommer vi att sätta samman systemet och testa det i sin helhet ute till havs.


Mer om projektet
Drönarsystemet har utvecklats i samarbete mellan avdelningen för fordonsmekanik och autonoma system och avdelningen för strömningslära på institutionen för mekanik och maritima vetenskaper.

Den marina drönaren och de vingförsedda drönarna är designade från grunden, byggda och testade på Chalmers.

Med i teamet är Tomas Grönstedt, Xin Zhao, Isak Jonsson och Carlos Xisto på avdelningen för strömningslära och Ola Benderius på avdelningen för fordonsmekanik och autonoma system på institutionen för mekanik och maritima vetenskaper, Leif Eriksson på avdelningen för geovetenskap och fjärranalys på institutionen för rymd-, geo- och miljövetenskap och Christian Berger på avdelningen för software engineering på institutionen för data- och informationsteknik

Projektet drivs inom Chalmers forskningsinfrastruktur Revere, med finansiering från styrkeområdet Transport. Projektet avslutas i september 2022.


Källa: Chalmers