Новая недорогая технология предотвращения столкновений дронов

Используя только бортовые датчики и камеры, учёный Университета Страны Басков (UPV/EHU) доктор Хулиан Эстевес (на фотографии) разработал недорогую, автономную навигационную технологию, которая предотвращает столкновение двух или более дронов, чьи пути пересекаются в воздухе. Разработанное решение было успешно проверено на коммерческих дронах.

«Используя простое, недорогое оборудование и алгоритм, основанный на искусственном зрении и цветовой идентификации, мы разработали надежную технологию для удовлетворительного предотвращения столкновений между дронами, которую можно легко экстраполировать на большинство коммерческих и исследовательских воздушных роботов; мы также предоставили полный программный код для решения», — сказал Хулиан Эстевес.

Работа опубликована в журнале Aerospace Science and Technology.

Большинство знакомых нам дронов пилотируются, даже если они находятся вне поля зрения оператора. Чтобы дрон был полностью автономным, он должен уметь самостоятельно и без вмешательства человека принимать решения о полете, другими словами, самостоятельно решать, как избегать столкновений, сохранять курс при порывах ветра, контролировать скорость полета, уклоняться от зданий, деревьев и т. д.

«Эта работа — небольшой шаг к полностью автономной навигации без вмешательства человека, чтобы дроны могли решать, какой маневр выполнить, в каком направлении лететь, тем самым предотвращая столкновения друг с другом или с другими воздушными препятствиями. Если предположить, что в будущем наше воздушное пространство будет гораздо более заполнено коммерческими услугами, выполняемыми этими дронами, то наша работа — небольшой вклад в этом отношении», — сказал Хулиан Эстевес.

Автор исследования пояснил, что «наш подход к предотвращению столкновений не требует, чтобы дроны обменивались информацией друг с другом; вместо этого они полагаются исключительно на свои бортовые датчики и камеры. Мы получаем сигнал с камеры на борту дронов и, обрабатывая изображения, корректируем реакции роботов так, чтобы они летали плавно и точно», — добавил Эстевес.

В ходе экспериментов исследователи пытались имитировать реалистичные условия полета дронов, то есть сценарии, которые могут возникнуть в типичной городской местности при неконтролируемых условиях освещения, когда дроны летают в разных направлениях и т. д., поэтому их вклад ориентирован на реальные приложения, несмотря на первоначальную лабораторную работу.

 «Мы оснастили каждый дрон красной картой, которая позволяет программному алгоритму обнаруживать присутствие приближающегося дрона и измерять его близость», — пояснил Хулиан Эстевес. «Наше предложение», — продолжил исследователь, — «очень простое: каждый дрон оснащен бортовой камерой, экран которой разделен на две половины (левую и правую). Эта камера всегда ищет красный цвет из упомянутых выше карт. С помощью простой обработки изображений мы можем узнать, какой процент камеры занят красным цветом, и находится ли большая часть этого красного цвета в левой или правой части экрана. Если большая часть красной зоны находится в левой части экрана, дрон полетит вправо, чтобы избежать столкновения. Если красная зона находится справа, он переместится влево. И это происходит со всеми летательными дронами».

Кроме того, «когда процент красного цвета на экране увеличивается, это означает, что дроны приближаются друг к другу лоб в лоб. Поэтому, когда порог превышен, робот знает, что он должен выполнить маневр уклонения. Все это происходит автономно, без вмешательства человека-оператора. Это простой способ предотвращения столкновений, и его можно выполнить с помощью недорогих датчиков и оборудования», — подчеркнул Хулиан Эстевес. Это похоже на то, что происходит, когда человек идет по улице и видит, что кто-то приближается слева, и в этом случае человек пытается двигаться вправо, чтобы они не столкнулись друг с другом.

Источник