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).




Гонка за дронами

2011-12-19
Гонка за дронами
Потерянный американцами в Иране беспилотный аппарат RQ-170 Sentinel может оказаться подарком для китайских и российских специалистов. О возможности допуска инженеров из России и Китая к трофейному образцу уже заявляли иранские официальные лица

Беспилотная авиация: израильский опыт

2011-10-27
Беспилотная авиация: израильский опыт
Авиапрому России, оставившему страну без современной беспилотной авиации, стоит взять несколько уроков у Израиля. Отсутствие у страны легких, недорогих и эффективных летательных аппаратов в войнах будущего будет оплачиваться человеческими жизнями.

Глобальная гонка за возможностям американских беспилотников

2011-07-08
Глобальная гонка за возможностям американских беспилотников
На последнем авиасалоне в Чжухае, являющемся главным событием для китайской авиастроительной промышленности
    

Война роботов

2011-06-07
Война роботов
Недавно в Шанхае завершил работу один из крупнейших мировых форумов, посвященный робототехнике - ICRA 2011 (International Conference on Robotics and Automation). На нем были представлены последние достижения инженерно-технической мысли в этой области. Австралийские роботы, способные придумывать себе язык, машины, передвигающиеся по произвольному ландшафту, летающие поезда и т.д.

MILEX 2011. Беспилотная авиация.

2011-06-01
MILEX 2011. Беспилотная авиация.
В Минске с 24-27 мая 2011г прошла VI Международная выставка вооружения и военной техники "MILEX-2011". Наряду с обычными видами вооружения неотъемлемую часть экспозиции заняли национальные разработки в области беспилотной авиации.
  

Воздушная система разведки HART Northrop Grumman успешно прошла испытания.

2011-05-24
Воздушная система разведки HART Northrop Grumman успешно прошла испытания.
В ходе учений американской армии на полигоне Дагуэй была успешно испытана воздушная система разведки HART компании Northrop Grumman.

Ударный БПЛА МиГ Скат

2011-04-15
Ударный БПЛА МиГ Скат
Одной из наиболее интересных новинок авиасалона МАКС-2007 стал перспективный малозаметный реактивный боевой беспилотный летательный аппарат (ББЛА) Скат, разрабатываемый Российской самолетостроительной корпорацией МиГ.

Мировой рынок беспилотных систем удвоится

2011-03-31
Мировой рынок беспилотных систем удвоится
Если роль беспилотных систем в придании нового облика военной авиации за прошедший период и остается темой дискуссий, то тот факт, что в течение ближайшего десятилетия сами беспилотники претерпят ряд значительных изменений, не оставляет сомнений.

Беспилотные вертолеты

2011-03-30
Беспилотные вертолеты
В апреле 2010г Армия США обнародо­вала план развития БЛА на ближайшие 25 лет. Документ предусматривает конвертацию существующего парка вертолетов на беспилотные летательные аппараты с возможностью пилотирования чело­веком. Согласно требованиям армии США, новые беспи­лотные аппараты;должны быть авто­номными настолько, насколько возмож­но

Корпорация Google работает над созданием эскадры машин, которые смогут самостоятельно передвигаться в потоке машин

2011-03-11
Корпорация Google работает над созданием эскадры машин, которые смогут самостоятельно передвигаться в потоке машин
Университет Стэнфорда имеет долгую традицию создания автономно передвигающихся автомобилей, таких как Audi TT-S, специально разработанная для гонки по холму Пайкс Пик. Сейчас исследователи из Университетов Стэнфорд и Карнеги Мелон- которым самим не чужда разработка беспилотных автомобилей- объединились с корпорацией Google, чтобы создать эскадру машин которые смогут самостоятельно передвигать в потоке машин.


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

Возврат к списку