Ученые ИАиЭ СО РАН научили квадрокоптеры сопровождать движущийся объект

Перед учеными стояла задача научить квадрокоптер следовать заданной траектории.

Беспилотные летательные аппараты сегодня находят применение во многих областях, однако исследователи продолжают совершенствовать их работу. Так, сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН разработали метод, который позволяет дрону сопровождать движущийся объект, сообщает издание «Наука в Сибири».

Перед учеными стояла задача научить квадрокоптер следовать траектории, заданной некоторой виртуальной целью в пространстве, например, другим беспилотником (лидером в группе одинаковых устройств). Созданный метод позволяет дрону выбирать нужную скорость в нужном положении — это помогает исключить перегрузки, из-за которых аппарат может вылететь за пределы своей траектории.

— Квадрокоптер получает координаты цели и строит маршрут на основе этих данных, — объясняет научный сотрудник ИАиЭ СО РАН кандидат технических наук Константин Юрьевич Котов. — Дрону достаточно определить всего два параметра: дальность объекта (он отслеживает её с помощью камеры или лазерного сенсора) и угол относительно вектора движения цели. Это похоже на группу самолетов: летчик видит ведущего и ориентируется, в каком положении должен находиться.

На подобных модельных задачах ученые отрабатывают алгоритмы управления квадрокоптером: учат беспилотные аппараты осуществлять взлет и посадку или двигаться по заданной траектории. Также специалисты проверяют работоспособность системы управления в присутствии шумов и внешних возмущений, отслеживают устойчивость её поведения.

— Это плацдарм для отладки алгоритмов, — говорит заведующий лабораторией нечетких технологий ИАиЭ СО РАН кандидат технических наук Михаил Николаевич Филиппов. — Работая в небольших масштабах, мы можем заранее увидеть, как функционирует система, отладить её. Математический алгоритм, который лежит в основе разработанного метода, придуман довольно давно и употребляется во многих устройствах, где требуется движение по заданной траектории.

В ИАиЭ СО РАН работают и над другими задачами, связанными с полетом квадрокоптеров. Например, специалисты решают проблему транспортировки — переноса, подвешенного к дрону объекта. Это важно, в частности, для геологов, которые исследуют территорию с помощью беспилотников и переносят на них магнетометр, позволяющий точно и быстро измерять магнитное поле Земли. Сложность заключается в том, что аппарат должен находиться довольно далеко от корпуса дрона (чтобы избежать помех в показаниях датчика), но при этом оставаться стабильным, не раскачиваться. Также ученые обучают квадрокоптеры облетать территорию по заданному временному интервалу: устройству указывают, что оно должно находиться в определенный момент в определенном месте.

Фото: Lee