Ontwerp en realisatie van een autonoom dronesysteem voor spoorweginspectie-toepassingen

Student:Emiel Demeestere
Richting:Master of Science in de industriële wetenschappen: informatica
Abstract:Dagelijks worden dronevluchten uitgevoerd bij Infrabel, de Belgische spoorwegbeheerder. Deze dronevluchten worden uitgevoerd in Visual Line of Sight (VLOS), waarbij een piloot de drone altijd in het zicht moet hebben. Om dronevluchten te automatiseren, moeten deze vluchten Beyond Visual Line of Sight (BVLOS) uitgevoerd kunnen worden. Ook moeten manuele taken, zoals het uploaden van data en video van de drone naar een datacenter, worden geautomatiseerd. In deze masterproef wordt een Proof-of-Concept van een autonoom dronesysteem ontworpen en ontwikkeld dat in de toekomst gebruikt kan worden voor spoorweginspectie-toepassingen. Er wordt een architectuur ontworpen en bestaande technologieën en beschikbare componenten worden onderzocht om te bepalen wat er moet worden gebruikt voor het maken van een Proof-of-Concept. Met behulp van dit Proof-of-Concept is een toepassing ontwikkeld en geïmplementeerd om de Quality of Service van de mobiele verbinding te monitoren. Een 5G-verbinding kan worden opgezet via een Quectel RM500Q-GL module, die verbonden kan worden met een boordcomputer, zoals een Raspberry Pi. Vanaf de boordcomputer maakt de DJI Payload SDK een verbinding met een DJI Matrice 30 of DJI Matrice 300 drone. Aan de hand van de Payload SDK kan de drone via besturingssoftware vanuit de cloud aangestuurd worden en is het mogelijk om BVLOS-vluchten uit te voeren.
Abstract (Eng):Drone flights are performed daily at Infrabel, the Belgian railway operator. These drone flights are performed in Visual Line of Sight (VLOS), where a pilot must always have the drone in sight. In order to automate drone flights, these flights must be able to be performed Beyond Visual Line of Sight (BVLOS). Manual tasks, such as uploading footage from the drone to a data center, should also be automated. In this paper, a Proof-of-Concept of an autonomous drone system is designed and developed which can be used for railway inspection applications in the future. An architecture is designed and existing technologies and available components are examined to determine what should be used for creating a Proof-of-Concept. An application to monitor the Quality of Service of the cellular connection has been developed and implemented using this Proof-of-Concept. A 5G connection can be set up via a Quectel RM500Q-GL module, which can be connected to an onboard computer, such as a Raspberry Pi. From the onboard computer, the DJI Payload SDK establishes a connection to a DJI Matrice 30 or DJI Matrice 300 drone. Using the Payload SDK, the drone can be controlled from the cloud using control software and it is possible to carry out BVLOS flights.