Новые алгоритмы помогут дронам прокладывать маршрут в сложном пространстве

23.01.2016

Новые алгоритмы помогут дронам прокладывать маршрут в сложном пространстве
На беспилотные летательные аппараты или дроны возлагают надежды не только военные. Эти технологии обладают массой перспектив для использования и в мирных отраслях, например, они могут проводить изучение местности в труднодоступных местах. Но прежде чем они получат широкое распространение, предстоит решить немало проблем.

Одной из задач для разработчиков является серьёзное повышение манёвренности дронов, чтобы они не врезались во всевозможные препятствия, возникающие у них на пути. Кроме этого, беспилотникам предстоит научиться корректировать своё передвижение в зависимости от дождя и ветра.

Разработчики дронов стремятся к тому, чтобы их аппараты, насколько это возможно, подражали живым существам, например, птицам или насекомым. Но такой полёт ― сложная инженерная задача, поскольку подразумевает способность изменять своё положение в шести направлениях: вперёд/назад, вверх/вниз, влево/вправо и три варианта вращения – относительно главной поперечной оси (тангаж), относительно вертикальной оси (рыскание) и вокруг продольной оси (крен).

То есть для программирования полёта в каждый момент времени необходимо 12 чисел для того, чтобы понимать, где находится и с какой скоростью движется аппарат. При этом нужно ещё распознавать объекты, которые могут быть препятствиями.

Сразу две команды исследователей из Лаборатории информатики и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачусетского технологического института работают над проектами по созданию программного обеспечения для решения этой трудной задачи.

Первая из них, работавшая во главе с Бенуа Лэндри (Benoit Landry), использовала алгоритмы, которые до этого были созданы для перемещения робота "Атласа" компании Boston Dinamics. Основная идея состоит в том, чтобы делить пространство на сегменты и анализировать его не на предмет наличия препятствий, а на присутствие свободного пути, а потом складывать результаты в общую картинку и искать наилучшее направление движения. Так "Атласу" стала под силу прогулка по лесу.
Теперь робототехники решили подняться на новый уровень и покорить лес в полёте. Для начала использовался макет леса, построенный в лабораторных условиях. Его изготовили из труб, между которыми под разным углом натянули верёвки.

"Лес" учёные покоряли на квадрокоптере весом всего 34 грамма. Этот 9-сантиметровый дрон смог преодолеть сложное пространство площадью около трёх квадратных метров со скоростью свыше одного метра в секунду.

Для распознавания пространства перед квадрокоптером использовались оптические датчики захвата движения и инерциальный измерительный блок или гиростабилизатор, которые помогают аппарату точно определить, где располагаются препятствия.

В пресс-релизе MIT авторы отмечают, что пока дрон не может простраивать свой маршрут в режиме реального времени. Этот процесс занимает около 10 минут, но у Лэндри уже есть идеи, как существенно сократить это время.

Во втором проекте CSAIL главным действующим лицом стал самолётик с неподвижными крыльями. В отличие от первого, этот дрон способен гарантированно преодолевать препятствия без каких-либо предварительных знаний о пространстве. При этом он успешно справляется с задачей даже при наличии ветра.

Ведущий автор исследования Анирудха Маджумдар (Anirudha Majumdar) создал библиотеку из 40-50 траекторий, которые описывают возможные варианты движения или тоннели. После запуска аппарата алгоритм постепенно сшивает части этих путей, прокладывая траекторию, по которой дрон сможет продолжать своё движение беспрепятственно (решение на каждой развилке из каталога принимается за 0,02 секунды). Благодаря такому программному обеспечению беспилотник планирует свой полёт на лету.

Подход, разработанный Маджумдаром, достаточно гибкий. Алгоритм может использоваться для дронов разных размеров и веса, а также применён для наземных транспортных средств и шагающих роботов.

Все разработанные учёными коды находятся в открытом доступе на ресурсе GitHub. Авторы надеются, что другие исследователи будут опираться на их результаты, и что, в конечном итоге, дроны станут максимально полезными для людей в различных сферах жизни.

Более подробно с результатами исследований Маджумдара можно ознакомиться, прочитав препринт статьи, появившийся на сайте arXiv.org. Предварительная статья команды Лэндри также находится в открытом доступе на сайте MIT (PDF-документ).




Развитие мирового рынка беспилотных летательных аппаратов в период пандемии COVID-19

2021-05-05
Развитие мирового рынка беспилотных летательных аппаратов в период пандемии COVID-19

Рынок беспилотных летательных аппаратов неуклонно и непрерывно рос в течение последних нескольких лет. Технология здесь, чтобы остаться, и становится все более распространенной во многих отраслях промышленности. Но 2020 год был уникальным годом из-за Covid-19. Но в целом, изменения в бизнес-моделях, вызванные блокировками, действительно оказывают положительное влияние на индустрию беспилотных летательных аппаратов в долгосрочной перспективе.

На выставке IDEX 2021 представлен новейший беспилотный комплекс ZALA VTOL

2021-02-22
На выставке IDEX 2021 представлен новейший беспилотный комплекс ZALA VTOL

ZALA AERO GROUP представила новый беспилотный комплекс гибридного типа ZALA VTOL на Международной выставке и конференции оборонной промышленности IDEX 2021, которая открылась 21 февраля в Абу-Даби.

Россия выходит из Договора по открытому небу.

2021-01-18
Россия выходит из Договора по открытому небу.

В Министерстве Иностранных Дел России заявили, что страна начинает процедуру выхода из соответствующего договора.

Эксклюзивное видео применения ударного БВС ZALA Ланцет на полигоне.

2020-12-26
Эксклюзивное видео применения ударного БВС ZALA Ланцет на полигоне.
ZALA Ланцет – первый ударный беспилотный воздушный комплекс российского производства. 

Применение беспилотников в нефтегазовом секторе

2020-12-23
Применение беспилотников в нефтегазовом секторе

Россия занимает 3-е место в мире в списке стран по добыче нефти. Протяжённость магистральных трубопроводов в России составляет более 250 тыс. км. Многие трубопроводы зачастую пролегают в труднопроходимых районах нашей страны, от чего возникают трудности мониторинга состояния трубопроводов и возрастает риск незаконных врезок и нарушений. Именно в таких случаях беспилотники становятся неотъемлемой частью нефтегазовой промышленности.

Итоги Международной Выставки Вертолетной Индустрии HeliRussia 2020

2020-09-22
Итоги Международной Выставки Вертолетной Индустрии HeliRussia 2020

HeliRussia – это единственная выставка в России, где представлены мировые достижения всего спектра продукции и услуг вертолетной индустрии. В 2020 году выставка проходила с 15 по 17 сентября в выставочном центре Крокус Экспо, Москва.

Американский гипермаркет Walmart запустил доставку продуктов и предметов первой необходимости с помощью дронов Flytrex.

2020-09-14
Американский гипермаркет Walmart запустил доставку продуктов и предметов первой необходимости с помощью дронов Flytrex.

9 сентября американский ретейлер Walmart выполнил пилотный запуск доставки продуктов с использованием беспилотной авиации в Фейетвилле, штат Северная Каролина.


Беспилотники SenseFly помогут следить за возникновением обледенения на озере Виннипег, Швейцария.

2020-09-12
Беспилотники SenseFly помогут следить за возникновением обледенения на озере Виннипег, Швейцария.

Проект, проводимый в рамках программы развития прикладных программ наблюдения Земли Канадского космического агентства (EODAP), был направлен на выявление и мониторинг уровней озерного льда, а также обнаружение трещин и гребней давления для повышения осведомленности местных общин и лиц, оказывающих первую помощь, о рисках перемещения озерного льда.

Разработки беспилотной авиации в рамках военно-технического форума «АРМИЯ-2020»

2020-09-03
Разработки беспилотной авиации в рамках военно-технического форума «АРМИЯ-2020»
29 августа завершился военно-технический форум «Армия-2020», проведение которого еще пару месяцев назад было под вопросом ввиду пандемии COVID-19. К счастью, форум был проведен и итоги оказались впечатляющими. Больше всего участников и посетителей форума впечатлил показ отечественных беспилотных летательных аппаратов.

«Широкий спектр боевого применения»: каким потенциалом обладают новейшие тяжёлые беспилотники России

2020-04-21
«Широкий спектр боевого применения»: каким потенциалом обладают новейшие тяжёлые беспилотники России
В скором времени Вооружённые силы РФ получат три беспилотника большой продолжительности полёта «Орион». Об этом заявил генеральный конструктор компании — разработчика БПЛА (Группа «Кронштадт») Николай Долженков. 
По его словам, на сегодняшний день уже подписан акт технической приёмки и передачи. «Орион» станет самым крупным строевым дроном российской армии. Благодаря этой машине Россия вступила в «элитный клуб» обладателей беспилотников класса MALE (Medium-altitude long-endurance), способных вести разведку и наносить удары. 


Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 След.

Возврат к списку