Специалисты лаборатории промышленной робототехники Томского политеха 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 в указанную оператором точку с высокой точностью. При этом высокая точность навигации дронов обеспечивается за счет одновременного использования глобальной системы навигации и ультразвуковой системы.

 

 

Фото: Разработчики из лаборатории промышленной робототехники ТПУ. 

Свою разработку политехники ведут по заказу компании ООО «КОМПСТАР» в рамках реализации проекта, поддержанного Фондом содействия инновациям. Для реализации НИОКР была создана рабочая группа, состоящая из представителей разных коллективов, —  программисты, специалисты по акустической локации, техническому зрению, связи, специалисты в области автоматизированных систем управления.

«Удивить кого-то летающими дронами, в частности квадрокоптерами, сейчас сложно. Но на рынке сегодня нет универсальных и доступных решений, позволяющих поднимать в небо одновременно более трех единиц техники, чтобы они согласованно выполняли заданные действия, находясь близко друг к другу, с минимальным участием человека. Есть решения, позволяющие поднять в небо порядка шести аппаратов, но в таких случаях дроны, как правило, выполняют очень простые задачи — добраться из точки А в точку Б по заданному маршруту. Нам же нужно, чтобы они в целости и сохранности долетели группой, при этом самостоятельно ориентировались в пространстве, принимали решение отклониться от курса, если требуется, и сели близко друг к другу», — говорит разработчик, инженер лаборатории промышленной робототехники ТПУ Максим Мурин.

Система GPS, используемая сегодня для управления беспилотными летательными аппаратами, дает погрешность в позиционировании до 2,5 метров. Чтобы избежать столкновения беспилотников друг с другом, между нами должно быть расстояние в 5 метров. Это ограничение политехники преодолевают с помощью систем 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 — дрон способен идентифицировать участника группы, что позволяет синхронизировать их движения и уточнять свои текущие координаты.

Система технического зрения, состоящая из двух видеокамер, расположенных по ходу движения, позволяет 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», — отмечает Максим Мурин.

Получаемую со всех сенсорных систем информацию в реальном времени обрабатывает бортовой компьютер. В конечном итоге вес всей системы вместе с квадрокоптером, по словам разработчиков, не будет превышать двух килограммов.

«Таким образом, оператор может одновременно программировать маршрут для группы дронов. Для этого мы также разработали соответствующее программное обеспечение. Дальше аппараты уже сами должны ориентироваться на местности и принимать решения по маневрированию. Главная задача, чтобы все аппараты достигли места назначения без повреждений.

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.

Эта разработка будет полезна при поисковых операциях, мониторинге объектов строительства, энергетики, нефтегазовой отрасли и сельского хозяйства, для  дистанционного зондирования Земли и организации совместного использования воздушного пространства, а также в военных целях.

Источники

Разработчики ТПУ научат группу из 10 дронов летать без аварий
РИА Томск (riatomsk.ru), 05/02/2018
В ТПУ учат дроны летать группами без аварий
БезФормата.Ru Томск (tomsk.bezformata.ru), 05/02/2018
В ТПУ учат дроны летать группами без аварий
Томский политехнический университет (tpu.ru), 05/02/2018
Специалисты научат дроны летать группой без аварий
Русская планета (rusplt.ru), 05/02/2018
В ТПУ учат дроны летать группами без аварий
1nnc.net, 12/02/2018
В ТПУ учат дроны летать группами без аварий
Эксперт-Сибирь (expertsib.ru), 12/02/2018

Похожие новости

  • 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.
    1044
  • 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.
    890
  • 07/09/2016

    На форуме в Томске обсудили 3D-технологии для космоса и ядерную медицину

    ​Участники первого международного форума ресурсоэффективности обсудили в Томском политехническом университете (ТПУ) развитие современных технологий в сфере энергетики, 3D-технологий для космоса, ядерной медицины и добычи трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ).
    971
  • 18/12/2017

    Томские команды выступают в Таиланде на RoboCup

    ​Первыми в лигах Первого суперрегионального чемпионата RoboCup Азиатско-Тихоокеанского региона начали соревноваться команды студентов младших курсов и школьников. Чемпионат проходит в Бангкоке с 12 по 18 декабря.
    166
  • 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".
    359
  • 29/01/2018

    3D – принтеры для печати сердца будут стоять в каждой клинике

    ​Аортальный стеноз, коарктация аорты, транспозиция магистральных сосудов, тотальная аномалия впадения легочных вен, тетрада Фалло — в современной медицине насчитываются десятки видов пороков сердца, которые бывают как врожденными, так и приобретенными.
    151
  • 07/05/2017

    Получить свое изображение в 3D и познакомиться с робототехникой можно будет в ТУСУРе в Ночь науки

    В Ночь науки, которая пройдет 19 мая с 18:00 до 22:00 в рамках форума молодых ученых U-NOVUS - 2017, свои двери для всех желающих откроют STEM-центр и Школа цифровых технологий Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники.
    478
  • 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.
    699
  • 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.
    1232
  • 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.
    493