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).




WiB: Британии нужно разработать стандарты применения беспилотников

2016-09-26
WiB: Британии нужно разработать стандарты применения беспилотников
Великобритания должна поддержать США в создании международной правовой рамки для экспорта и использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), однако, прежде всего, Лондону необходимо решить проблему собственного применения БПЛА, пишет Абигэил Уотсон в статье для War is Boring.

В России появятся беспилотники для радиоэлектронной борьбы

2016-09-04
В России появятся беспилотники для радиоэлектронной борьбы
Террористы стали использовать беспилотные летательные аппараты, поэтому в России появятся своего рода "охотники на дронов" - средства борьбы с беспилотниками.Подробности новых разработок сообщил в интервью ТАСС заместитель гендиректора по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам техники радиоэлектронной борьбы и инновациям генконструктор концерна "Радиоэлектронные технологии" Юрий Маевский.

Палубные беспилотники как новый тренд в авиационной промышленности

2016-08-08
Палубные беспилотники как новый тренд в авиационной промышленности
По истечении следующих четырех лет военно-морские силы США намерены начать полноценную эксплуатацию палубных БПЛА. Ожидается, что на протяжении ближайших пяти лет на разработку беспилотника MQ-25A, способного взлетать с палубы авианосца, будет израсходовано порядка 2,2 млрд американских долларов. Вместе с тем профильные специалисты отмечают, что в долгосрочной перспективе американский проект может стать новым масштабным трендом в мировой авиапромышленности.

 Над природой: исследователи ищут способы использовать дроны для наблюдений за окружающей средой

2016-07-24
Над природой: исследователи ищут способы использовать дроны для наблюдений за окружающей средой
Элизабет Баша, профессор University of the Pacific, рассказывает об экспериментах по использованию дронов для наблюдения и контроля за природными явлениями и состоянием окружающей среды.

Эксперт: применение беспилотников на водородном топливе в боевых условиях проблематично

2016-07-18
Эксперт: применение беспилотников на водородном топливе в боевых условиях проблематично
Применение водородных топливных элементов в составе электрической двигательной установки на беспилотных летательных аппаратах сопряжено со многими техническими проблемами и затруднено в боевых условиях, сказал RNS российский эксперт в области беспилотных систем Денис Федутинов.

В России внедряется сервис контроля строительства с помощью дронов

2016-07-14
В России внедряется сервис контроля строительства с помощью дронов
В России разработана новая система по контролю над строительными процессами. Технология TraceAir может следить за ситуацией на стройплощадках с помощью мультироторных беспилотников. По словам разработчиков решения, сервис должен помочь сэкономить средства на подрядчиках и защитить от потерь из-за некачественно реализованных работ.

Рынок беспилотников к 2020 году составит 127 миллиардов долларов

2016-06-01
Рынок беспилотников к 2020 году составит 127 миллиардов долларов
Как сообщает агентство Bloomberg, производители беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) ожидают в следующем году стабилизации спроса на эту продукцию со стороны рядовых потребителей. Исходя из этого, крупнейший производитель дронов, китайская компания из Шэньчжэня DJI Technology инвестирует теперь в производство БПЛА с открытым программным обеспечением, позволяющим использовать их в любых областях, по желанию клиента.

ВВС США делают ставку на беспилотники

2016-05-22
ВВС США делают ставку на беспилотники
ВВС Соединенных Штатов Америки планируют использовать беспилотники в качестве одного из основных элементов собственного совершенствования. 17 мая уполномоченные должностные лица официально представили план развития новых технологий производства беспилотных летательных аппаратов на последующие 20 лет.

PwC оценила потенциал использования дронов для мировой экономики в $127 млрд

2016-05-15
PwC оценила потенциал использования дронов для мировой экономики в $127 млрд
Объем мирового рынка бизнес-услуг с использованием беспилотных устройств превышает $127 млрд, подсчитало PwC по итогам исследования в области коммерческого применения этой технологии.

Будущее американских авианосцев? Плавающие фабрики беспилотников.

2016-04-26
Будущее американских авианосцев? Плавающие фабрики беспилотников.
Ранее в этом месяце корабль Британских королевских военно-морских сил Protector вошел в историю. Будучи патрульным кораблем ледового класса, Protector находился в холодных водах у берегов Антарктиды. Однако вместо использования вертолетов для определения свободного ото льда маршрута, у корабля Protector был невероятный помощник — беспилотный летательный аппарат.


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

Возврат к списку