Roj mini dronova istražuje zgradu bez središnje kontrole, GPS-a, mapiranja ili memorije

Rojevi dronova s ​​ograničenim resursima mogu učinkovito pretraživati ​​okoliš, prema Tehničkom sveučilištu u Delftu koje je izumilo algoritam kako bi sve moglo funkcionirati – bez uputa središnjeg računala. Opći cilj projekta bio je da se skupina malih robota nakon njihova puštanja autonomno raširi, snima što je moguće više nepoznatog okoliša, a zatim se vrati u središnju bazu sa slikama za kasniju analizu.

Uključujući male robote kako bi ih učinili sigurnim za ljude, isključili su ugrađene procesore koji gutaju struju i samim tim napredne navigacijske tehnike poput SLAM-a temeljenog na kameri (istodobna lokalizacija i mapiranje).

“Najveći izazov u istraživanju rojeva leži na razini individualne inteligencije bespilotnih letjelica”, rekla je istraživačica Kimberly McGuire. „Na početku projekta fokusirali smo se na postizanje osnovnih sposobnosti leta, poput kontrole brzine i izbjegavanja prepreka. Nakon toga dizajnirali smo metodu za otkrivanje i izbjegavanje malih bespilotnih leptira. ”

Da bi se svakom dronu dala ideja o blizini njegovih susjeda i izbjegli sudare, koristi se ugrađeni primopredajnik 2,4 GHz na svakom od njih kako bi se nadzirala snaga signala između parova.Delft je u svom roju koristio izuzetno sposobne Crazyflie 2.0 dronove Bitcraze. Sva se obrada morala stisnuti u rezervni kapacitet svog STM32F4 MCU.

Algoritam je “algoritam greške u gradijentima rojeva” (SGBA), koji maksimizira područje pokriveno time što roboti putuju u različitim smjerovima dalje od mjesta polaska, prateći zidove i izbjegavajući objekte dok idu, prema radu “Minimalno rješenje za navigaciju za roj sitnih letećih robota koji će istražiti nepoznato okruženje “, a opisuje rad u Science Robotics-u.

Algoritmi grešaka su klasa algoritama koji upravo reagiraju na objekte čim dođu u raspon senzora. “Algoritmi programskih pogrešaka”, objasnio je McGuire, “ne izrađuju karte okoliša već se bave preprekama u letu. U principu, detaljne karte su vrlo povoljne jer omogućuju robotu da se optimalnim putem kreće od bilo koje točke na karti do bilo koje druge točke. Međutim, troškovi izrade takve karte na sićušnim robotima su nedostižni. Predloženi algoritam grešaka vodi do manje učinkovitih staza, ali ima prednost što se može primijeniti i na malenim robotima. ”

Kako bi ih širio od početka, svaki je robot programiran u vlastitom preferiranom smjeru vožnje koji se razlikuje od ostalih u roju. Jednom u pokretu, bespilotne letjelice kreću se u željenom smjeru, prelazeći analizu uzastopnih slika s okrenute kamere okrenute prema dolje (“vizualna odometrija”) koju modificiraju slijedeći zidove pomoću lasera. Za izbjegavanje statičkih objekata koristi se i laserski domet.

Potaknuti malim nabojem baterije, roboti se vraćaju u bazu gdje se mogu vidjeti pohranjene slike s kamere. Povratna navigacija vrši se zaključavanjem na radio signal (2,4 GHz) smještenom na nazivnoj bazi i praćenjem duž gradijenta signala. Učinkovita potraga i spašavanje glavni je cilj projekta koji uključuje i Sveučilište Liverpool i Sveučilište Radboud u Nijmegenu, a financira nizozemski nacionalni znanstveni zaklada program prirodne umjetne inteligencije.

„Rojevi malih i jeftinih robota mogli bi obavljati zadatke koji su trenutno izvan dosega velikih pojedinačnih robota. Na primjer, roj malih letećih bespilotnih letjelica mogao bi mnogo brže istražiti mjesto katastrofe od jednog većeg drona. Takvi rojevi još nisu realizirani “, kaže TU Delft.

U simuliranoj situaciji pretraživanja i spašavanja roj je uveden u zgradu unutar koje su bila ostavljena dva lutka. U roku od šest minuta šest dronova istražilo je oko 80% otvorenih prostorija i pronašlo obje žrtve. “Plivanje se pokazalo korisnim za suvišnost”, prema TU Delft. Kako je „jedan dron pronašao žrtvu, ali zbog hardverskog kvara kamere nije mogao vratiti nikakve slike. Srećom, još jedan drono uhvatio je žrtvu i fotoaparatom ”.

Advert

ESD namještaj