Навигация беспилотника в неизвестном пространстве

Как сообщила компания «Синерго» (Томск), ее разработчики одними из первых в мире решили задачу ориентирования беспилотника в закрытом темном помещении, где нет связи.

Как пояснили в компании, ее партнерам из Голландии потребовалось создать дрон для обследования нефтехранилищ, которые раз в пять лет необходимо проверять на целостность и неизменность геометрической формы. Для этого хранилище опустошают, потом люди в противогазах (поскольку даже после выжигания дышать без защиты там нельзя) строят леса, а затем специалисты с фонариками и фотоаппаратами осматривают стены сантиметр за сантиметром. Используя беспилотник, можно выполнить полную съемку, построить трехмерную модель и оценить состояние резервуара, не заходя в него.

Но проблема в том, что внутри нефтехранилища не работают компас, ГЛОНАСС, GPS, т. е. обычный дрон ориентироваться там не сможет. Проводное управление ненадежно: шнур может зацепиться за конструкции, и аппарат ценой в несколько тысяч долларов пострадает. Радиосигнал в закрытом пространстве нестабилен, поэтому радиоуправление также сопряжено с риском повреждения беспилотника, а коптер, способный выдержать удар о стену или пол, стоит около 25 тыс. евро. Наконец, есть дроны, которые умеют ориентироваться в конкретном помещении по заложенной в них карте пространства, но в незнакомых условиях они летать не смогут.

Технология, разработанная в Томске, не требует предварительной подготовки карты. Дрон с шестью синхронно управляемыми винтами оснащен множеством сенсоров, которые помогают определять местонахождение, наклон, высоту и другие важные для полета параметры. В их числе стандартные сенсоры – гироскоп и акселерометр, ультразвуковые, как у летучей мыши, лазерные дальномеры. Специальные алгоритмы позволяют по собранной информации идентифицировать положение в пространстве и управлять движением. Дрон запускается с пульта, а потом, поднимаясь, теряет связь и летает самостоятельно.

Пока разработчики испытывают аппарат в нефтехранилищах «Томской заправочной компании». Беспилотник уже летал в емкости объемом 2000 куб. м, которая не использовалась 20 лет, а сейчас вновь готовится к заполнению. В «Синерго» считают, что система навигации в помещении найдет применение для решения самых разных задач — даже при обычной доставке почты дрон должен уметь залетать в здание и ориентироваться в нем.

Следующий шаг в работе над системой – подключение нейронных сетей, с помощью которых будут решаться две задачи. Первая – навигация на основе видеоизображения в помещении, где несколько светлее, чем в нефтехранилище, так можно прокладывать путь, например, в сложно устроенном складе. Вторая задача – классификация фотографий, сделанных в темном резервуаре, и выдача только тех изображений, где с большой вероятностью есть проблема, чтобы человеку не приходилось анализировать тысячи фотографий. Разработчики планируют, что подключение нейронных сетей произойдет уже осенью.