Новий мікродрон спокійно переміщається на високій швидкості у 20 м/с: навіщо він потрібен

Дрон SUPER використовує легкий 3D-лідар для точного виявлення перешкод на великій відстані та генерує безпечні високошвидкісні траєкторії польоту на основі хмар точок.

Інженери з Гонконзького університету розробили дрон, призначений для високошвидкісної навігації в критичних умовах. Про це пише Interesting Engineering.

Модель під назвою SUPER об'єднує в собі передову систему сприйняття і алгоритми управління на основі штучного інтелекту (ШІ).

SUPER оснащений легким 3D LiDAR-датчиком для точного виявлення перешкод на великій відстані. Для забезпечення безпечного високошвидкісного польоту він використовує ефективну структуру планування, яка генерує траєкторії безпосередньо з хмар точок LiDAR.

За словами вчених, кожен цикл перепланування генерував дві траєкторії: одну для безпеки у відомих вільних просторах і іншу для швидкості у всіх просторах. Такий підхід скоротив частоту відмов у 35,9 раза, скоротив час планування вдвічі і дозволив SUPER літати зі швидкістю понад 20 м/с, уникаючи при цьому перешкод і вузьких просторів.

SUPER використовує тривимірний LiDAR для високошвидкісної мікронавігації літальних апаратів, перевершуючи системи на основі зору за дальністю, точністю і надійністю в умовах низької освітленості. Традиційні безпілотні літальні апарати, оснащені LiDAR, були великими, важкими і повільними через громіздкі, дорогі датчики.

Повітряний робот долає ці проблеми за допомогою компактної конструкції з високим відношенням тяги до маси і легким Livox MID360 LIiDAR.

На відміну від попередніх методів, які спиралися на ресурсомісткі карти сітки зайнятості, SUPER ефективно обробляє хмари точок LiDAR для виділення вільних просторів, скорочуючи час картування до 1-5 мілісекунд.

Він також оптимізує планування траєкторії з використанням градієнтних методів замість повільного змішано-цілочисельного квадратичного програмування, досягаючи більш високих показників успіху. Двотраєкторний підхід SUPER підвищує безпеку, підтримуючи резервний шлях під час динамічної оптимізації часу перемикання.

Говорячи про майбутні досягнення, дослідники підкреслюють, що дрібніші та легші датчики LiDAR з більшою дальністю дії можуть підвищити маневреність, швидкість і здатність SUPER орієнтуватися в обмеженому просторі. Покращена аеродинаміка та прогнозування руху ще більше підвищать ефективність.