Алгоритм превосходит профессиональных пилотов

Лучшие пилоты-люди-дроны очень хороши в этом и до сих пор всегда превосходили автономные системы в гонках на дронах. Теперь исследовательская группа из Цюрихского университета (UZH) создала алгоритм, который может найти кратчайшую траекторию для направления квадрокоптера - беспилотника с четырьмя пропеллерами - через ряд путевых точек на трассе. "Наш беспилотник преодолел самый быстрый круг двух пилотов-людей мирового класса на экспериментальной гоночной трассе", - говорит Давиде Скарамуцца, который возглавляет группу робототехники и восприятия в UZH и Rescue Robotics Grand Challenge от NCCR Robotics, которая финансировала исследование.

"Новизна алгоритма заключается в том, что он первым генерирует оптимальные по времени траектории, которые полностью учитывают ограничения дронов", - говорит Скарамузза. Предыдущие работы основывались на упрощении либо системы квадрокоптера, либо описания траектории полета, и поэтому они были неоптимальными. "Ключевая идея заключается в том, что вместо того, чтобы назначать участки траектории полета определенным путевым точкам, наш алгоритм просто сообщает дрону пройти через все путевые точки, но не как и когда это сделать", - добавляет Филипп Фон, аспирант и первый автор статьи.

Внешние камеры предоставляют информацию о местоположении в режиме реального времени

У исследователей был алгоритм, и два пилота-человека управляли одним и тем же квадроциклом по гоночной трассе. Они использовали внешние камеры, чтобы точно фиксировать движение дронов и - в случае автономного дрона - предоставлять алгоритму информацию в режиме реального времени о том, где находится беспилотник в любой момент. Чтобы обеспечить справедливое сравнение, пилотам-людям была предоставлена возможность потренироваться на трассе перед гонкой. Но алгоритм победил: все его круги были быстрее, чем у человека, и производительность была более последовательной. Это неудивительно, потому что, как только алгоритм нашел наилучшую траекторию, он может точно воспроизвести ее много раз, в отличие от пилотов-людей.

Перед коммерческим применением алгоритм должен стать менее требовательным к вычислениям, поскольку теперь компьютеру требуется до часа, чтобы рассчитать оптимальную по времени траекторию для дрона. Кроме того, на данный момент беспилотник полагается на внешние камеры, чтобы вычислить, где он находился в любой момент. В будущей работе ученые хотят использовать бортовые камеры. Но демонстрация того, что автономный беспилотник в принципе может летать быстрее, чем пилоты-люди, является многообещающей. "Этот алгоритм может иметь огромное применение при доставке посылок с помощью дронов, досмотре, поиске и спасении и многом другом", - говорит Скарамузза.