Quando la sperimenti per la prima volta, la nuova modalità di atterraggio di emergenza a tre eliche sembra impressionante e allo stesso tempo anche un po 'strana. La modalità metterà il drone in uno stato di rotazione rapida, dove inizierà a ruotare da due a tre volte al secondo. Esatto, il drone intero girerà durante il volo finché non sarà di nuovo a terra.
E quella rotazione è proprio la sua ancora di salvezza. La rotazione rapida consente ai motori di distribuire la loro spinta in modo più uniforme al di sotto del drone, permettendogli di mantenere una relativa stabilità. Poiché il braccio con il motore non funzionante non è mai fermo a lungo in un solo punto, è dunque impossibile che il drone inizi a cadere su quel braccio. Infatti, una volta che il trottolio è in corso, Matrice 300 RTK si comporterà come un giroscopio o un volano.
E mentre questo sembra piuttosto insolito, è in realtà una caretteristica notevole: Matrice 300 RTK è in grado di fare ciò che è stato storicamente impossibile per un quadricottero: volare con 3 motori.
Sembra fantastico, vero? Infatti lo è. Guarda.
Se hai già familiarità con i quadricotteri da un pò di tempo, conoscerai la dura verità: Se uno dei motori si guasta, il tuo UAS cadrà dal cielo. E non leggermente come un battito d'ali. Il tuo drone precipiterà verso il basso con la stessa forza di gravità. La fine di quella caduta - lo schianto - non sarà piacevole.
Questo rischio raro ma comunque reale è il motivo per cui alcune persone hanno tradizionalmente optato per esacotteri come la piattaforma Matrice 600. Quando uno dei suoi 6 motori si guasta, il drone può comunque essere riportato a terra in tutta sicurezza da un pilota capace. Questo non è possibile quando ci sono solo 4 motori. Quindi, anche il pilota più esperto non può salvare il drone dall'inevitabile.
"Normalmente, se perdi la spinta di un'elica, le 3 eliche rimanenti non possono fornire al drone una spinta sufficiente", spiega Freda Peng, Senior Product & Solution Manager di DJI. "E quelle 3 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 di consumo economico, rappresenta tutta un'altra situazione nel mondo dei droni aziendali. Con sensori di fascia alta, 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 altrettanto costosi, 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.
Naturalmente, i prodotti DJI sono costruiti per durare. Le probabilità che si possano verificare dei malfunzionamenti al sistema di propulsione sono molto basse. In effetti, gli ingegneri DJI hanno calcolato che le probabilità di un guasto del motore o dell'ESC sono intorno allo 0,01%. Si tratta di probabilità piuttosto basse.
Tuttavia, si possono comunque verificare 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 di controllo di volo, il Matrice 300 RTK incorpora una funzione salvavita.
Su qualsiasi drone, il controller di volo 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 gli RPM (giri al minuto) 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 in volo stabile. Questi controlli del sistema vengono eseguiti diverse centinaia di volte al secondo, con piccoli aggiustamenti che intervengono costantemente.
Con Matrice 300 RTK, il controller di volo e altri algoritmi software specializzati ora fanno qualcosa di completamente nuovo e senza precedenti per un quadricottero DJI: Se percepiscono che il drone ha perso potenza in un motore o che un motore sta ruotando al di sotto della velocità standard da causare un problema di stabilità, il controller di volo prende il sopravvento. Mette il drone in una modalità di sopravvivenza di emergenza progettata per far atterrare il velivolo in sicurezza o per consentire al pilota di manovrare manualmente il Matrice 300 RTK in una posizione più sicura per un atterraggio.
Potresti pensare a questo pacchetto hardware e software, in qualche modo, come un primo soccorritore. La scheda di controllo di volo 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 3 eliche. Più di 200 millisecondi e la velocità angolare del drone sarebbe troppo alta per essere controllata. Un ostacolo importante nell'atterraggio di emergenza controllato a 3 eliche. Gli algoritmi di controllo del volo aggiornati di M300 RTK hanno praticamente eliminato qualsiasi lag prima che il software prenda il sopravvento per mettere il drone nella sua rotazione salvavita.
Non sorprende che ci possa essere qualche deriva che si verifica come risultato di tutta quell'energia rotazionale. Il Matrice 300 RTK potrebbe andare alla deriva di una distanza di circa 30 metri prima di essere portato a terra. Tuttavia, esso in realtà non atterrerà durante la rotazione. Il pilota utilizzerà uno speciale comando a joystick per spegnere i motori quando il Matrice 300 RTK sarà molto vicino al suolo e, si spera, sopra una superficie più morbida come l'erba.
"Stiamo continuando a testare e ottimizzare i processi", afferma Peng. "Gli ingegneri continueranno ad aggiornare questa funzione."
Secondo Freda Peng di DJI, questa funzione era stata pianificata per il Matrice 300 RTK sin dall'inizio. Sebbene fosse sicuramente una sfida ingegneristica, DJI sapeva che questa sarebbe stata 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 la funzione verrà estesa ad altri prodotti DJI, ma per ora il focus è sul Matrice 300 RTK.
DJI ha scritto un White Paper che delinea in modo più dettagliato come funziona il processo. Puoi trovarlo qui.
È sorprendente vedere come questa funzionalità sia passata da semplice concetto a realtà ingegneristica. Sarà ancora più sorprendente se riceveremo alcune segnalazioni di questo genere di funzione salvataggio su di un Matrice 300 RTK sul reale posto di lavoro.
Le probabilità che un atterraggio a 3 eliche sarà mai necessario per la maggior parte degli utenti di Matrice 300 RTK sono basse. Ma per quelle rare occasioni in cui qualcosa andrà terribilmente storto...questa funzione autonoma può rimediare.
Scopri di più sulle funzioni di sicurezza contenute in M300 RTK.