Un algorithme permet au drone autonome de voler plus vite que contrôlé par l'homme

Dans le passé, les pilotes humains ont réussi à surpasser les systèmes autonomes en matière de pilotage de drones. Cependant, un groupe de recherche de l'Université de Zurich (UZH) a développé un algorithme qui modifie cette dynamique. 

Les drones doivent être rapides compte tenu de la durée de vie limitée de leur batterie. Cela signifie qu'ils doivent effectuer des tâches en un minimum de temps, y compris des missions de recherche et de sauvetage, des inspections de bâtiments ou des livraisons. Cela nécessite souvent que les drones se déplacent à travers une série de points de cheminement, tels que des fenêtres, des pièces, de petits espaces ou d'autres emplacements spécifiques. En survolant ces waypoints, les drones déterminent la meilleure trajectoire et accélération ou décélération à chaque point.

L'algorithme de l'équipe

L'algorithme de l'équipe de recherche est capable de trouver la trajectoire la plus rapide pour guider un quadrotor, qui est un drone qui possède quatre hélices, à travers une série de waypoints sur un circuit.

Davide Scaramuzza dirige le groupe Robotique et Perception de l'UZH et le Rescue Grand Challenge du PRN Robotique, responsable du financement du Une étude.

"Notre drone a battu le tour le plus rapide de deux pilotes humains de classe mondiale sur une piste de course expérimentale", explique Scaramuzza. "La nouveauté de l'algorithme est qu'il est le premier à générer des trajectoires optimales en temps qui tiennent pleinement compte des limites des drones."

Les travaux antérieurs dans ce domaine portaient sur des simplifications du système quadrirotor ou de la description de la trajectoire de vol, qui étaient des facteurs limitants. 

Phillip Foehn est doctorant et premier auteur de l'article.

"L'idée clé est, plutôt que d'attribuer des sections de la trajectoire de vol à des waypoints spécifiques, que notre algorithme dit simplement au drone de passer par tous les waypoints, mais pas comment ni quand le faire", explique Foehn.

Test du nouvel algorithme 

Pour tester le nouveau système, l'équipe a mis l'algorithme et deux pilotes humains l'un contre l'autre, pilotant le même quadrirotor sur un circuit de course. Ils se sont appuyés sur des caméras externes pour capturer le mouvement des drones. Avec le drone autonome, ces caméras ont fourni des informations en temps réel à l'algorithme, telles que l'emplacement du drone à un moment donné. 

Afin de créer un système plus équitable, les chercheurs ont permis aux pilotes humains de s'entraîner sur le circuit avant la course. Malgré toute cette formation, l'algorithme a quand même gagné, et tous ses tours étaient plus rapides que les humains. L'algorithme a également fonctionné de manière plus cohérente que l'humain. Après avoir trouvé la meilleure trajectoire, il a pu la reproduire à plusieurs reprises, ce que les humains n'ont pas pu faire.

Les chercheurs doivent créer un drone moins exigeant en termes de calcul s'il veut en faire des applications commerciales. Le système actuel nécessite jusqu'à une heure pour que l'ordinateur calcule la trajectoire optimale dans le temps pour l'événement, et il s'appuie sur des caméras externes pour calculer sa position à tout moment. Les scientifiques veulent maintenant explorer les caméras embarquées.

Même avec ces avancées nécessaires, le fait que le drone autonome puisse voler plus vite que l'humain est un développement crucial.

"Cet algorithme peut avoir d'énormes applications dans la livraison de colis avec des drones, l'inspection, la recherche et le sauvetage, et plus encore", explique Scaramuzza.