Созданный голландскими учеными самый маленький в мире автономный гоночный беспилотник

Пилоты гоночных дронов способны на внушительный контроль и хитрость, но автономные гоночные дроны также стремятся завоевать свою долю внимания. Ученые из TU Delft в настоящее время разработали, как утверждается, самый маленький автономный гоночный беспилотник на планете, что привело к серьезным инновациям в алгоритмах, управляющих его траекторией полета.

Гонки дронов

Гонки дронов с искусственным интеллектом в размере с бюджетом в 2,25 млн. Долларов США, организованные Drone Racing League, являются одним из примеров того, как технологи разрабатывают гоночные беспилотники, летающие самостоятельно. Это соревнование предлагает 1 миллион долларов для команды-победителя в гонке дронов с использованием ИИ и 250 000 долларов для первой команды, которая закончит гонку с пилотируемым роботом.

Суть в том, что автономные гоночные дроны - серьезный бизнес, и, поскольку технология продвигается вперед, она может оказать влияние на другие области индустрии дронов. «Для типичных беспилотников с четырьмя роторами летать быстрее также просто означает, что они пролетать большее расстояние», - говорит Гвидо де Крун, научный руководитель в лаборатории микротранспортных машин TU Delft.

«Для некоторых приложений, таких как поиск, спасание людей или доставка посылок, скоростьявляется чрезвычайно важным фактором. Если нам удастся уменьшить вес дрона, и при этом же уменьшить цену на материалы для его создания, это повлечет за собой их более массовое производство».

Создание маленького беспилотника

Де Крун и его команда решили выяснить, сколь малым и быстрым может быть гоночный дрон. Исследователи говорят, что самые быстрые автономные гоночные беспилотники могут летать со скоростью около двух метров в секунду (6,5 фута), но для этого требуются высокопроизводительные процессоры и камеры для моделирования траектории полета, что, в свою очередь, делает их более тяжелыми и дорогими.

Вес тестируемого устройства составляет всего 72 г (2,5 унции) и диаметр 10 см (3,9 дюйма), что составляет самый маленький в мире автономный гоночный беспилотник. Имея только одну камеру и минимальное количество датчиков, дрон вместо этого в значительной степени полагается на эффективные алгоритмы, которые помогают ему предсказать безопасный путь с минимальной информацией.

«При уменьшении размера дрона и датчиков качество их измерений ухудшается - от камеры до акселерометров», - объясняет Шуо Ли, аспирант MAV Lab, по теме автономных гонок дронов. «Следовательно, типичный подход интегрирования ускорений, измеряемых акселерометрами, безнадежен. Вместо этого мы использовали только расчетное отношение дронов в нашей прогностической модели. Мы корректируем траекторию этой модели с течением времени, полагаясь на измерения камер».

Команда протестировала свой беспилотник на крытом гоночном поле в Cyberzoo TU Delft, состоящем из четырех ворот. Дрон мог ориентироваться на курсе и лететь со средней скоростью два метра в секунду, наравне с характеристиками более крупных автономных гоночных дронов, хотя команда надеется, что это только начало, и что его достижения могут быть применены к другим приложениям для беспилотных летательных аппаратов.

«В настоящее время мы все еще далеки от скоростей, полученных опытными гонщиками», - говорит Кристоф Де Вагтер, основатель MAVLab. «Следующий шаг потребует еще лучшего прогнозирующего контроля, оценки состояния и компьютерного зрения. Эффективные алгоритмы для достижения этих возможностей будут иметь важное значение, поскольку они позволят дрону видеть окружение и быстро реагировать на препятствия. Более того, маленькие беспилотники могут выбирать свою траекторию более свободно, поскольку гоночные ворота для них сравнительно больше».