Беспилотники научились автономно летать в помещении
Исследователи из Японии разработали алгоритм машинного зрения с одной камерой. Технология позволяет летающим роботам определять и интерпретировать контрольные точки на кафельном полу, и автономно летать в помещении. Команда ученых сказала, что технология открывает двери новому поколению функциональных недорогих дронов с потенциально широким спектром возможностей.
Фото: techxplore.com
Поскольку сигналы GPS слишком слабые, чтобы проникать в большинство конструкций, беспилотники внутри помещений должны полагаться на сигналы окружающей среды, которые обычно визуальны. Кроме того, беспилотник, предназначенный для использования внутри помещений, вероятно, будет меньше и легче, чем беспилотный летательный аппарат для наружных полетов.
«Мы рассматривали различные варианты аппаратного обеспечения, в том числе лазерные дальномеры, — говорят авторы исследования, —, но дальномеры слишком тяжелые, а инфракрасные и ультразвуковые датчики страдают от низкой точности».
В итоге ученые решили использовать камеру в качестве визуального датчика робота. Камеры могут быть маленькими и легкими, как в смартфонах. Затем исследовательская группа разработала простой алгоритм наведения, позволяя использовать небольшой и недорогой микропроцессор. Ученые выбрали Raspberry Pi 3, вычислительную платформу с открытым исходным кодом, которая весит примерно 45 г.
У прототипа команды была одна камера, обращенная вниз, с преднамеренно низким разрешением — всего 80 на 80 пикселей.
«Нашему роботу нужно было только различать направление движения, и определять углы. Оттуда наш алгоритм позволяет беспилотнику экстраполировать свое положение в комнате, помогая избежать контакта со стенами», — пояснили ученые.
Фото: eandt.theiet.org
По словам команды, технология работает, обрабатывая каждое изображение 80×80 через серию простых шагов, которые в результате выдают черно-белую сетку. Это позволило роботу быстро определить движение вдоль плоскостей X и Y. Однако ученые отметили, что этот метод навигации ограничен, потому что технология опирается на помещение с плиточным полом и предсказуемыми узорами.
Следующие шаги в исследовании легких, автономных роботов для полетов в помещении, могут включать адаптацию технологии для инфракрасных камер, чтобы дроны могли работать в темноте. Также возможно добавление второй камеры, чтобы робот мог визуально определять обе позиции X, Y и высоту в комнате.
Для технологии существует много потенциальных применений. Например, дроны в помещении могут быть полезны на складах, в распределительных центрах и на промышленных объектах для удаленного мониторинга безопасности.
Исследование опубликовано в журнале IEEE / CAA Journal of Automatica Sinica.
Источник
Полный текст статьи читайте на Компьютерра
