Drone houdt toezicht in haven

Een grote drone die in het kustgebied illegale lozingen opspoort en brand aan boord van een aangemeerd schip in kaart brengt. Onder meer de TU Delft werkte mee aan de 2Seas20 die onlangs werd gepresenteerd. Havenbedrijf Rotterdam is enthousiast en wil graag onbemande vliegtuigen inzetten om toezicht te houden.

14 oktober 2014

“BRAND!”

Razendsnel grijpen de vlammen aan boord van een containerschip om zich heen. De politie, brandweer en het havenbedrijf schieten te hulp. Maar wat is het lastig om te zien of de vuurzee al in de buurt komt van gevaarlijke stoffen aan boord.

Vanaf het water kijken hulpmedewerkers tegen de hoge zijkant van het schip aan, die als een grote wand oprijst uit het water. Een onbemand vliegtuig, een ‘drone’, zou in dit scenario uitkomst bieden. “Dan is er meer overzicht en kan je van boven op het schip kijken”, zegt senior adviseur van de havenmeester Ingrid Römers (Havenbedrijf Rotterdam).

Een internationale groep universiteiten en bedrijven presenteren de 2Seas20, een drone die toezicht houdt in de haven. Zodat het beter weet wat er allemaal gebeurt in bijvoorbeeld het kilometers grote gebied van de haven van Rotterdam vol met kranen, schepen, containers en vrachtwagens. Niet alleen bij een brand komt zo’n drone van pas. Maar ook om daders van illegale lozingen op te sporen of smokkelaars te betrappen. “Helikopters zijn duur om in te zetten, een veel goedkoper onbemand vliegtuig lijkt een goed alternatief”, aldus Römers.

Trillingen

De universiteit van Southampton tekende voor het ontwerp van de 2Seas20 met een spanwijdte van 3,7 meter en gewicht van twintig kilogram. Zij zorgden ervoor dat het vliegtuig zo werd gebouwd, dat het onder meer mogelijk is om drie uur te vliegen en een camera mee kan van vijf kilogram. De drone is zo veilig mogelijk gemaakt en heeft zelfs dubbele motoren, stuurvlakken achterop en rolroeren op de vleugels. “Onbemand is nog niet zo veilig als bemand, daarom is hier voor gekozen”, zegt Erik-Jan van Kampen van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft. Ook is het bijzonder dat een deel van de romp en de staart uit de 3D-printer komt.

Het Havenbedrijf en de politie willen deze drone, onder meer ontwikkeld door de TU Delft, inzetten voor surveillance in de haven. Deze foto is genomen tijdens een test in Engeland.
Erik-Jan van Kampen

De Nederlandse inbreng uit Delft richtte zich onder meer op de automatische piloot. “De brandstofmotoren veroorzaken veel trillingen in een klein vliegtuig, zoals deze. Dat verstoort de sensoren van de automatische piloot”, legt Van Kampen uit. Daarom voegden hij en zijn team versnellingsmeters, GPS, druksensoren en gyroscopen toe. De data die ze verzamelen komen in een kleine chip terecht. “Een door een van onze promovendi ontwikkeld software filtert de trillingen eruit. Bovendien zorgen rubberen dempers ervoor dat minder data ruis bevat. Een grote Boeing 747 heeft hier minder last van, vanwege de omvang, maar ook doordat het dure sensoren bevat. Wij wilden zo veilig, maar ook zo goedkoop mogelijk te werk gaan.”

Een ander belangrijke bijdrage van de TU Delft is de zogeheten ‘sense and avoid’ techniek. Voor onbemande vliegtuigen is het ontzettend belangrijk om anderen in het luchtruim op te merken. Zoals helikopters, vliegtuigen en vogels. Dat wordt meestal gedaan met radars, camera’s of microfoons. “Wij hebben gewerkt aan kleine microfoons. Ze vangen op waar een object vandaan komt. Uit onze experimenten bleek dat we eerder horen dan zien. Over een afstand van vijfhonderd meter ziet een camera een ander vliegtuig als vage pixels. Terwijl ze al wel een duidelijk geluid maken. Uiteraard is het dan belangrijk om de herrie die het vliegtuig zelf maakt weg te filteren. Maar dat is niet zo ingewikkeld, omdat we het toerental van de motoren weten bijvoorbeeld.”

Testvluchten

De onderzoekers voerden met het vliegtuig meerdere testvluchten uit in Engeland. Het werd door drie mensen bediend. De drone heeft een automatisch besturingssysteem, maar kan ook worden bediend via een joystick van de piloot op de grond. Daarnaast is er een safety pilot, die nagaat of de automatische piloot goed werkt en goed wordt gevolgd. Tot slot bekijkt de camera-operator de beelden die de drone maakt. “Dat kan bijvoorbeeld de politie zijn, die de beelden bestudeert. Ze werken allemaal samen.”

Het vliegtuig staat in opslag in Delft. Het project is afgerond, maar de TU Delft heeft besloten door te gaan met de ontwikkeling. “Het is een interessant platform om nieuwe toepassingen voor drones te ontwikkelen, om het in de praktijk te testen”, zegt Van Kampen. Om de 2Seas20 in de praktijk te gebruiken is nog een grote kink in de kabel: de regelgeving. Er moet een ontheffing worden aangevraagd om met het toestel te vliegen. “Je moet van te voren al de specificaties aangeven van het vliegtuig, maar die veranderen nog weleens. Stel dat je andere sensoren op een toestel zet, dan moet je opnieuw een ontheffing aanvragen. In Nederland is het nu nog te ingewikkeld en tijdrovend om de drone zelf in te zetten”, zegt Römers.

Het Havenbedrijf ziet toekomst in drones. “We gaan onderzoeken met behulp van welke bedrijven we drones wel in kunnen zetten”, benadrukt Römers. “We bekijken dan ook de bedrijfsvoering. Wie moeten we bijvoorbeeld opleiden als we de beelden uit de drones willen aflezen? Het blijft voor ons een zeer interessante optie.”

Reageer