Новые поисково-спасательные дроны отыщут потерявшихся туристов даже без GPS-сигнала

Каждый дрон инженеры оснастили лидаром для создания подробных карт местности в режиме реального времени.
Фото MIT.

Любителям природы хорошо известно, что потеряться в лесу – задача несложная. Вдали от крупных городов сделать это ещё проще. В нашей стране за год спасателей вызывают на поиски не менее тысячи горе-путешественников.

При этом обнаружить сбившихся с пути туристов в густом лесу трудно. Приходится прочёсывать местность с привлечением сотен людей. Технике доверить такие поиски сложно, так как все разрабатываемые аппараты полагаются на системы GPS или ГЛОНАСС. Однако поймать в отдалённых лесистых районах сигналы со спутников почти невозможно.

Новая разработка американских учёных решает эту проблему.

Специалисты из Массачусетского технологического института совместно с коллегами из НАСА модифицировали сразу несколько систем квадрокоптеров. Во-первых, их обучили работать в команде и передавать собранные сведения прямо во время полёта. Во-вторых, летательным аппаратам для навигации больше не нужна система GPS.

Каждый дрон исследователи оснастили лидаром, который позволяет получать и обрабатывать информацию об окружающих объектах с помощью так называемых активных оптических систем. Такая технология нужна для создания подробных карт местности.

Флот беспилотных летательных аппаратов обучили во время прочёсывания территории распознавать те или иные "кластеры" деревьев. Программное обеспечение регистрирует их как уникальные метки, а затем использует алгоритмы для определения того, была ли изучена та или иная область. Иными словами, если беспилотник будет пролетать над местностью повторно, бортовой компьютер укажет на это и поможет проложить оптимальный маршрут, направив аппарат в тот район, который он ещё не исследовал.

Данные о местности, полученные от каждого квадрокоптера, будут объединяться по мере поступления в единую трёхмерную карту. Эта работа будет вестись на наземной станции при помощи метода одновременной локализации и построения карты.

Деревья на полученной карте для удобства отмечаются синими и зелёными "блоками", в зависимости от их высоты, а изученные и неизученные районы обозначены, соответственно, светло-серым и тёмно-серым цветом. По мере поступления данных эти цвета изменяются.

Специалисты должны будут сопоставить данные, полученные с воздуха, с уже имеющимися картами, чтобы максимально точно указать координаты, куда должна отправиться спасательная группа.

Авторы разработки отмечают, что уже провели первые испытания новой системы. Для этого были созданы специальные симуляции лесных массивов. Кроме того, группе беспилотников в рамках эксперимента поручили прочесать лесистую местность, которая окружает Исследовательский центр НАСА в Лэнгли.

Команда также протестировала новую стратегию поиска, в рамках которой "единицы беспилотного флота" кружили над местностью по спирали. Это позволяет сэкономить время и снизить затраты энергии, поскольку дрону не нужно тормозить, чтобы развернуться или выбрать новое направление.

Испытания были признаны успешными. Уточняется, что каждому беспилотнику удалось изучить площадь в 20 квадратных метров всего за две-пять минут. При этом итоговая карта заданного района оказалась достаточно точной.

 

Впрочем, пока что летательным аппаратам не хватает существенного навыка: они не способны обнаружить на исследуемом участке людей. Над этой системой инженеры ещё работают.

Кроме того, авторы разработки обнаружили в ходе тестов "практическое ограничение", связанное с тем, что беспилотникам приходилось передавать данные на наземную станцию. В будущем специалисты намерены сконструировать аппараты, которые смогут обмениваться данными и обрабатывать их прямо в воздухе. В этом случае наземная станция будет получать обновления единой карты, а не "сшивать" её по частям.

Отчёт с более подробным описанием нового поколения поисково-спасательных беспилотников исследователи представят на Международном симпозиуме по экспериментальной робототехнике (ISER 2018), который на днях стартовал в Буэнос-Айресе.

Добавим, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о беспилотной системе помощи людям, терпящим бедствие в открытом море. Кроме того, инженеры создают аппараты, которые могут выполнять опасные миссии – отправляться в разведку в зонах военных действий, искать корабли пиратов, а также патрулировать прибрежные зоны в поисках акул.

Сегодня