Специалисты лаборатории промышленной робототехники Томского политехнического университета разрабатывают многоагентную робототехническую систему для полета группы интеллектуальных дронов.

Сейчас перед политехниками стоит задача "научить" группу из 10 аппаратов летать, не сталкиваясь друг с другом и объектами окружающей среды, а также безопасно садиться точно в указанное оператором место.

Для реализации НИОКР была создана рабочая группа, состоящая из представителей разных коллективов. Это программисты, специалисты по акустической локации, техническому зрению, связи, специалисты в области автоматизированных систем управления.

Интересующийся спортом читатель спросит: но во время церемоний открытия и закрытия Олимпиады в Пхенчхане была использована подобная технология. Сотни светящихся дронов выстраивали в небе различные фигуры. В чем тогда смысл этой работы?

- Это технология от Intel, и, кстати, продемонстрирована она была значительно раньше, - поясняет разработчик, инженер лаборатории промышленной робототехники ТПУ Максим Мурин. - Но то, каким образом это сделано, - конфиденциальная информация компании. Тем интереснее будет группе наших молодых ученых повторить то же самое, обладая меньшими человеческими, производственными и финансовыми ресурсами.

На рынке сегодня нет универсальных и доступных решений, позволяющих поднимать в небо одновременно более трех единиц техники. В данном случае Intel предоставляет услуги, а не продает инструмент для управления группой дронов. Тот факт, что шоу с их участием были организованы на массовых мероприятиях с многомиллионными инвестициями (Олимпиада в Пхенчхане, фестиваль Vivid Sydney, выставка Consumer Electronics Show (CES) в Лас-Вегасе, презентация фильма "Чудо-женщина" и т.д.), говорит о высокой стоимости технологии, равно как то, что она пока не распространена настолько, чтобы заменить пиротехнические шоу, хотя деятельность компании направлена именно на это.

К тому же система от Intel не может "выполнять заданные действия", кроме согласованного полета большого числа квадрокоптеров по заранее построенным маршрутам и координатам GPS. Она не располагает информацией об окружающем пространстве, так как отсутствуют бортовые сенсоры.

Не позволяет избегать столкновений со стационарными и движущимися препятствиями, осуществлять полеты в отсутствие сигналов GPS и т.д. То есть система не универсальная. Совершенно другая ситуация с решением, которое предлагаем мы: приемлемая стоимость, возможность дооснащения сенсорами и полезной нагрузкой, наличие каналов связи не только с автоматизированным рабочим местом оператора, но и между агентами группы, перспективы масштабирования системы. Все это делает разработку универсальным инструментом автоматизации научных экспериментов. Есть ряд других, более схожих решений, но они либо обладают узкой специализацией, либо не могут обеспечить требуемых функциональных возможностей, либо находятся на стадии разработки, либо выполнены за рубежом (и это важно в современной геополитической обстановке).

Технология, над которой мы работаем, будет иметь большие функциональные возможности и позволит решить целый ряд задач. Это управление группой беспилотных летательных аппаратов (самолетного, вертолетного, мультироторного типа), построение полетных маршрутов с привязкой к ГИС, управление БПЛА сторонних производителей с открытым программным кодом либо протоколом взаимодействия, обеспечение высокоточной посадки на обозначенное оператором место и т.д.

К тому же наша разработка является своего рода отправной точкой для реализации различных решений - при условии дооснащения необходимым оборудованием и настройки программного обеспечения.

Она будет полезна в таких областях, как экологический мониторинг, дистанционное зондирование Земли, поисковые операции, мониторинг объектов строительства, энергетики, нефтегазовой отрасли и сельского хозяйства, организация совместного использования воздушного пространства, оборона. В итоге получается, что в нашем случае речь идет уже о другой технологии, связанной понятиями "дрон", "БПЛА", "квадрокоптер".

Политехники не скрывают тонкостей разрабатываемой технологии. Для того чтобы беспилотники не сталкивались друг с другом, разработчики используют системы ультразвуковых сенсоров, технического зрения и посадки.

"Дрон дооснащается системой ультразвуковой локации, которая позволяет ему обнаруживать препятствия в радиусе семи метров по пяти направлениям. Мы добавили в эту систему оригинальную функцию - способность идентифицировать участников группы, что позволяет синхронизировать движения дронов и уточнять свои текущие координаты.

Система технического зрения, состоящая из двух видеокамер, дает возможность обнаруживать препятствия уже на больших расстояниях. А система посадки, где также используется камера, направленная вниз, помогает обеспечивать посадку с точностью до одного метра. Хотя испытания в лаборатории показали, что дроны могут садиться с еще большей точностью, на лист бумаги формата А4", - делится подробностями М.Мурин.

"Получаемую со всех сенсорных систем информацию в реальном времени обрабатывает бортовой компьютер. Таким образом, оператор может одновременно программировать маршрут для группы дронов. Для этого также разработано программное обеспечение. Сегодня все составляющие системы готовы для масштабирования, и мы готовимся к испытаниям", - добавляет заведующий лабораторией промышленной робототехники Николай Криницын.

Ученые отмечают, что разрабатываемый комплекс высокоточной координации полета группы БПЛА позволит снизить суммарную стоимость беспилотников при выполнении задач, допускающих распределение нагрузки, получать больше информации об окружающем пространстве с разных бортов и повысит живучесть системы.

Похожие новости

  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    1075
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    1230
  • 02/06/2017

    Алтайский госуниверситет встречает молодых ученых - участников Всероссийского конкурса СНО

    ​1 июня Алтайский государственный университет встречает участников III Всероссийского конкурса студенческих научных обществ и конструкторских бюро, в котором примут участие более 60 студенческих научных объединений со всей России.
    1262
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    1698
  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    987
  • 20/03/2018

    Способ активации нанопорошка алюминия, разработанный учеными ТПУ, вошел в 100 лучших изобретений России

    ​Способ активации нанопорошка алюминия путем термического воздействия, разработанный научным коллективом Томского политехнического университета, вошел в число ста лучших изобретений России за 2017 год.
    444
  • 13/03/2018

    В Томске создают безэкипажный катер для работы с подводными аппаратами

    ​Безэкипажный катер, который разрабатывают ученые и магистранты Томского политехнического университета (ТПУ), позволит обслуживать подводные аппараты и навигационное оборудование для них, сообщил ТАСС научный руководитель проекта, заведующий лабораторией телекоммуникаций, приборостроения и морской геологии ТПУ Юрий Чурсин.
    357
  • 07/07/2016

    В ТПУ разработали универсальный порошок для дактилоскопии

    ​Универсальный порошок для дактилоскопии разработали в Томском политехническом университете. Авторами идеи стали студенты Энергетического института ТПУ. Основные преимущества новой разработки - получение более четкого следа отпечатка и универсальность.
    1329
  • 06/07/2016

    В Томском политехе разработали агроробота

    Ученые Юргинского технологического института (ЮТИ) Томского политехнического университета вместе со студентами разрабатывают агроробота, который сможет пахать землю, обрабатывать растения от вредителей и косить траву.
    1392
  • 07/08/2017

    Магистрант ТПУ будет разрабатывать алгоритмы для работы с большими данными

    ​Абитуриент Томского политехнического университета Алексей Кульневич - выпускник Северного (Арктического) федерального университета имени имени М. В. Ломоносова (г. Архангельск) - стал победителем олимпиады "Прорыв".
    780