211service.com
Skatieties, kā šis robotizētais kvadrokopteris agresīvi lido pa šaurām spraugām
Mikro gaisa transportlīdzekļi kādu dienu varētu sniegt nozīmīgu ieguldījumu meklēšanas un glābšanas operācijās pēc tādām katastrofām kā zemestrīces vai cunami. Ir viegli iedomāties kvadrokopterus, kas novērtē ēkas, iekļūst cauri saplaisātām sienām un lido cauri sabrukušām telpām, lai atrastu iesprostotos cilvēkus.
Taču, ja šiem transportlīdzekļiem kādreiz būs jātiek galā ar šo uzdevumu, tiem būs autonomi jāpārvietojas pa šaurām spraugām ar ātrumu un ar dažādiem leņķiskajiem paātrinājumiem, griežoties un griežoties, lidojot, lai izspiestu pieejamo vietu.
Tas ir vieglāk pateikt nekā izdarīt. Patiešām, neviens drons to nav spējis izdarīt bez ievērojamas ārējās apstrādes jaudas (skatiet Daredevil Drone Files caur kokiem kā dūzis).
Mūsdienās tas mainās, pateicoties Davide Falanga un viņa draugu darbam Cīrihes Universitātē Šveicē. Šie puiši ir izstrādājuši autonomu dronu, kas var ātri lidot pa šaurām spraugām, izmantojot tikai datus no uz priekšu vērstas kameras un gudru apstrādi.
Komanda izveidoja taisnstūri, kas apzīmēts ar biezu melnu malu, lai nodrošinātu, ka drons to var redzēt. Pēc tam viņi aptur šo taisnstūri istabas vidū un virza dronu, lai tas lidotu cauri tam ar savu tvaiku.
Drons ir aprīkots ar uz priekšu vērstu zivs acs kameru, ko tas izmanto, lai sajustu plaisu. Lai vienkāršotu uzdevumu, drons zina taisnstūra izmēru, un viņam ir tikai jāaprēķina nepieciešamā trajektorija.
Tas joprojām ir sarežģīts uzdevums. Iebūvētais procesors veic trajektorijas aprēķinu divos posmos. Vispirms tiek aprēķināts, kā dronam vajadzētu izlidot cauri spraugai, un konkrēto pagriezienu, pagriezienu vai ripošanu, kas tam jāveic, lai šķērsotu spraugu. Tas tiek darīts, palielinot drona attālumu no taisnstūra malām, lai izvairītos no sadursmes.
Pieņemot lēmumu par šo trajektoriju, iebūvētais procesors aprēķina pieeju, kas noved pie drona līdz punktam, kurā tas var uzsākt trajektoriju.
Pieejas trajektorijai ir daži papildu ierobežojumi. Piemēram, šai trajektorijai taisnstūrim vienmēr jābūt kameras redzamības laukā. Dronam ir jāredz sprauga, lai tas varētu noteikt tā atrašanās vietu.
Un procesoram ir nepārtraukti jāpārrēķina trajektorija, vienlaikus nodrošinot, ka visi nepieciešamie pielāgojumi ir drona aerodinamisko iespēju robežās. Procesors spēj izstrādāt un pārbaudīt 40 000 trajektorijas sekundē.
Viens no iemesliem, kāpēc trajektorija jāapstrādā divās daļās, ir tas, ka traversa laikā drons nevar redzēt taisnstūri. Tāpēc tai ir jāveic šis manevrs akli, kas ir iespējams, jo šī lidojuma daļa ir tik īsa. Trajektorija ir ģenerēta tā, lai samazinātu sadursmes risku, un tās īsā ilguma dēļ tai nav nepieciešama vizuāla atgriezeniskā saite, kas nav pieejama traversa laikā, saka Falanga un citi.
Izbraucot cauri spraugai, kvadrokopterim ir jāatgūst sava pozīcija un jānovirzās. Šim nolūkam tas ir aprīkots ar attāluma sensoru un uz leju vērstu kameru, ko tas izmanto tikai šim uzdevumam.
Komanda pārbaudīja šo pieeju, izmantojot kvadrotoru, kura izmēri ir 55x12 centimetri un svars 830 grami. Kvadrokopteris ir pielāgots tā, lai motori būtu sasvērti par 15 grādiem. Tas nodrošina trīs reizes lielāku pagrieziena kontroli, bet zaudē tikai 3 procentus no kopējās vilces.
Taisnstūrveida sprauga bija 80 x 28 centimetri, un komanda veica 35 misijas cauri tai ar ātrumu līdz trim metriem sekundē, pieprasot sānsveres leņķi līdz 45 grādiem un slīpuma leņķi līdz 30 grādiem.
Rezultāti ir iespaidīgi lasāmi, un tos var redzēt šeit . Komanda uzskata, ka lidojums ir veiksmīgs, ja kvadrokopters izbrauc cauri spraugai bez sadursmes un pēc tam paceļas gaisā. Viņi saka, ka mēs sasniegām ievērojamu 80 procentu panākumu līmeni. Cik mums ir zināms, šis ir pirmais darbs, kas pievēršas un veiksmīgi ziņo par agresīvu lidojumu cauri šaurām spraugām.
Atsauce: arxiv.org/abs/1612.00291 : Agresīvs quadrotor lidojums cauri šaurām spraugām ar iebūvētu sensoru un skaitļošanu