Норвежцы разработали дрон RMF-Owl для автономной подземной разведки. Он умеет уходить от столкновений, но на случай форс-мажоров обладает крепким корпусом из углеродной пены. Такой дрон будет полезен при разведывательных и спасательных работах в пещерах, шахтах, метро, иных пространствах под землей. Дрон опирается как на данные, получаемые его системами в режиме реального времени, так и на информацию с карт.
Работы под землей — в шахтах, метро, сетях пещер — связаны с повышенной опасностью. Если поручить поиск, разведку и составление карт роботам и дронам, это поможет избавить людей от лишних рисков. Однако в пещерах условия для работы дрона крайне сложны. Здесь отсутствует связь, нет сигнала GPS, а рельеф слишком непредсказуем, поэтому работа дрона больше похожа на русскую рулетку.
Маневренности обычного дрона недостаточно для применения под землей. Мультипропеллерная конструкция не может обеспечить большой плавности хода, точности и скорости реакции. На практике это значит, что заставить квадрокоптер лететь строго по прямой с определённой скоростью очень сложно, а выполнить строгий манёвр — практически невозможно. С большой вероятностью беспилотник во что-нибудь врежется. Конечно, некоторые компании уже предложили свои решения на такой случай — дроны специальной конструкции с улучшенной навигацией и каркасом безопасности. Тем не менее даже они в ряде случаев бесполезны.
Избегать препятствий в замкнутом пространстве — сложная задача для подземных роботов и дронов. Особенно когда они находятся вне доступа к глобальной навигационной спутниковой системе. Если говорить о дронах, эта проблема становится тем острее, чем больше у них радиус полета и масштаб автономных миссий.
Дрон RMF-Owl, которого разработали в Норвежском университете науки и технологий, уcтойчив к столкновениям: его корпус выполнен из многослойной углеродной пены. Он оснащен четырьмя моторами и полетным контроллером, который контролирует положение и тягу. При длине и ширине 38 сантиметров его масса — 1,45 килограмма. RMF-Owl рассчитан на десять минут полета.
Чтобы точно определять местонахождение и наносить на карту подземные пространства, RMF-Owl использует лидар и систему одновременной ориентировки и картографирования. Она тоже опирается на данные лидара, а еще использует камеры, тепловизоры и инерциальные измерительные датчики. Вести автономную разведку дрону помогают локальный и глобальный планировщик траектории. Локальный определяет маршрут, учитывая движение аппарата и ограничивающих факторов. А глобальный помогает, когда локальный не может найти путь, нужный для выполнения разведывательной миссии, и контролирует возможность возвращения дрона.
RMF-Owl умеет не только исследовать и наносить на карту подземные пространства, но и искать в них объекты. Делает он это с помощью сверточной нейросети YOLO v3, обученной на датасете из более чем 40 тысяч объектов. Еще дрон может определять устройства с Bluetooth в режиме поиска.
Созданный беспилотник может с лёгкостью ориентироваться в абсолютной темноте.
Инженеры уже испытали RMF-Owl в норвежской шахте, где он самостоятельно поднялся в воздух, спланировал маршрут без столкновений в узком коридоре и за 6,6 минуты пролетел более двухсот метров.
Робот выиграл конкурс, организованный Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США, в котором ему предстояло перемещаться по подземной шахте и выполнять задачи, связанные со спасением. Команда разработчиков получила приз в 2 миллиона долларов.
Источник: https://www.newscientist.com
