Новый микродрон спокойно перемещается на высокой скорости в 20 м/с: зачем он нужен

Инженеры из Гонконгского университета разработали дрон, предназначенный для высокоскоростной навигации в критических условиях. Об этом пишет Interesting Engineering.

Модель под названием SUPER объединяет в себе передовую систему восприятия и алгоритмы управления на основе искусственного интеллекта (ИИ).

SUPER оснащен легким 3D LiDAR-датчиком для точного обнаружения препятствий на большом расстоянии. Для обеспечения безопасного высокоскоростного полета он использует эффективную структуру планирования, которая генерирует траектории непосредственно из облаков точек LiDAR.

По словам ученых, каждый цикл перепланирования генерировал две траектории: одну для безопасности в известных свободных пространствах и другую для скорости во всех пространствах. Такой подход сократил частоту отказов в 35,9 раза, сократил время планирования вдвое и позволил SUPER летать со скоростью более 20 м/с, избегая при этом препятствий и узких пространств.

SUPER использует трехмерный LiDAR для высокоскоростной микронавигации летательных аппаратов, превосходя системы на основе зрения по дальности, точности и надежности в условиях низкой освещенности. Традиционные беспилотные летательные аппараты, оснащенные LiDAR, были большими, тяжелыми и медленными из-за громоздких, дорогостоящих датчиков.

Воздушный робот преодолевает эти проблемы с помощью компактной конструкции с высоким отношением тяги к массе и легким Livox MID360 LIiDAR.

В отличие от предыдущих методов, которые опирались на ресурсоемкие карты сетки занятости, SUPER эффективно обрабатывает облака точек LiDAR для выделения свободных пространств, сокращая время картирования до 1-5 миллисекунд.

Он также оптимизирует планирование траектории с использованием градиентных методов вместо медленного смешанно-целочисленного квадратичного программирования, достигая более высоких показателей успеха. Двухтраекторный подход SUPER повышает безопасность, поддерживая резервный путь при динамической оптимизации времени переключения.

Говоря о будущих достижениях, исследователи подчеркивают, что более мелкие и легкие датчики LiDAR с большей дальностью действия могут повысить маневренность, скорость и способность SUPER ориентироваться в ограниченном пространстве. Улучшенная аэродинамика и прогнозирование движения еще больше повысят эффективность.