Исследователи из Шанхайского университета Цзяотун недавно разработали новую систему обхода препятствий, основанную на биологии и компьютерном зрении, которая может улучшить навигацию летающих роботов, работающих в динамической среде. Она основана на том, как совы обнаруживают предметы или других животных в своем окружении и избегают их.
«Хотя совы не могут двигать глазами в любом направлении (аналогично стереокамерам), у них очень гибкая шея, которая может поворачиваться на 270 градусов. Это позволяет им быстро отслеживать объекты даже сзади, не перемещая при этом туловище», — пишут исследователи в своей статье.
Чтобы воспроизвести то, как совы двигают глазами в разных направлениях и обнаруживают как статические, так и движущиеся объекты вокруг них, исследователи установили серводвигатель и стереокамеру на квадрокоптер. В их конструкции серводвигатель выполняет роль шеи, а стереокамера — головы. Из-за небольшого веса стереокамера она может двигаться намного быстрее, чем тело робота, и ее движения практически не влияют на качество движений робота или направление полета.
Летающий робот, используемый исследователями, работающим в динамической среде. (а) аппаратная структура системы. (b) сценарий, в котором летающий робот маневрирует через промежуток между динамическим и статическим препятствием. Предоставлено: Чен и др.
Система использует алгоритм планирования датчика для оценки полезности обнаружения объектов в разных направлениях и планирует угол, на который его «голова» (то есть стереокамера) должна соответственно вращаться. Таким образом, квадрокоптер постоянно и активно ощущает свое окружение, быстро выявляя препятствия, мешающие ему.
Кроме того, система отслеживает и прогнозирует траектории движущихся препятствий в ее окрестностях, адаптируя свои движения к изменениям в окружающей среде.
В будущем эту систему можно будет использовать для выполнения различных миссий в городских до естественных средах. В дальнейшем ученые попытаются создать системы, которые воспроизводят поведение других животных.
Journal information