Алгоритм дозволяє автономному дрону літати швидше, ніж дрон, керований людиною

У минулому люди-пілоти могли успішно перевершити автономні системи при керуванні дронами. Однак дослідницька група з Університету Цюріха (UZH) розробила алгоритм, який змінює цю динаміку.

Дронам необхідно бути швидкими через їх обмежений термін служби батареї. Це означає, що їм необхідно виконувати завдання за якомога менший час, включаючи пошуково-рятувальні місії, інспекції будівель або доставку. Це часто вимагає від дронів рухатися через серію контрольних точок, таких як вікна, кімнати, маленькі простори або інші конкретні місця. Коли дрон пролітає через ці контрольні точки, він визначає найкращий траєкторію та прискорення або гальмування в кожній точці.

Алгоритм команди

Алгоритм дослідницької команди能够 знайти найшвидшу траєкторію для керування квадрокоптером, який є дроном з чотирма пропелерами, через серію контрольних точок на трасі.

Давіде Скарамуцца очолює групу робототехніки та сприйняття в UZH і Rescue Grand Challenge of the NCCR Robotics, який був відповідальним за фінансування дослідження.

“Наш дрон переміг найшвидшу圈 двох світових пілотів на експериментальній трасі,” каже Скарамуцца. “Новизна алгоритму полягає в тому, що це перший алгоритм, який генерує часо-оптимальні траєкторії, які повністю враховують обмеження дронів.”

Попередня робота в цій галузі була зосереджена на спрощеннях системи квадрокоптера або описі польоту, які були обмежувальними факторами.

Філіп Фен є аспірантом і першим автором статті.

“Ключова ідея полягає в тому, що наш алгоритм не призначає частини польоту конкретним контрольним точкам, а просто каже дрону пролетіти через усі контрольні точки, але не вказує, як або коли це зробити,” каже Фен.

Тестування нового алгоритму

Для тестування нової системи команда поставила алгоритм і двох людей-пілотів проти один одного, керуючи тим же квадрокоптером через трасу. Вони використовували зовнішні камери для захоплення руху дронів. З автономним дроном ці камери надавали алгоритму реальну інформацію про розташування дрону в будь-який момент часу.

Для створення більш справедливої системи дослідники дозволили людям-пілотам тренуватися на трасі перед перегонами. Незважаючи на всі ці тренування, алгоритм все одно переміг, і всі його圈 були швидшими, ніж людині. Алгоритм також виконував свої завдання більш послідовно, ніж люди. Після того, як він знайшов найкращу траєкторію, він міг повторювати її again and again, чого люди не могли зробити.

Дослідники повинні створити menos обчислювально вимогливий дрон, якщо вони хочуть зробити його комерційно придатним. Поточна система вимагає до години для розрахунку часо-оптимальної траєкторії для події, і вона використовує зовнішні камери для розрахунку свого розташування в будь-який момент часу. Тепер вчені хочуть дослідити камери на борту.

Незважаючи на ці необхідні вдосконалення, той факт, що автономний дрон може літати швидше, ніж людино-керований, є важливим досягненням.

“Цей алгоритм може мати великі застосування в доставці пакетів за допомогою дронів, інспекції, пошуково-рятувальних операціях та інше,” каже Скарамуцца.