Сибирские ученые научили квадрокоптеры следовать за подвижной целью

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.

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 института к.т.н. 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 к.т.н. 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.