Поиск скрытых в земле ценностей с помощью металлоискателя может быть отличным хобби, а может быть смертельно опасной задачей, когда среди зарытых сокровищ могут оказаться неразорвавшиеся снаряды и мины времен войны. Это огромная проблема, около 12 000 кв. км земли во всем мире непригодны для жизни из-за угрозы захоронения взрывчатых веществ и тысячи людей ежегодно получают ранения или погибают.
Существует множество различных способов обнаружения мин и взрывчатых веществ, ни один из них не является быстрым или легким. По очевидным причинам посылать человека на минное поле с металлоискателем не самый безопасный способ. Поэтому вместо него люди посылают все, что только можно, - от машин, способных прорываться через минные поля с помощью грубой силы, до обученных крыс, которые используют более пассивный подход, вынюхивая взрывоопасные химикаты.
Поскольку большинство мин срабатывает от давления или непосредственной близости, кажется, что беспилотник был бы идеальным способом их невзрывного обнаружения. При таком подходе минное поле должно представлять из себя идеально ровную поверхность, чтобы детектор на дроне был идеально расположен относительно земли большую часть времени, что не является таковым в большинстве ситуаций. Самое сложное в этом деле - обеспечить правильную ориентацию металлоискателя относительно поверхности земли, чтобы эффективность его работы не снижалась. Обычные дроны не в состоянии обеспечить такую возможность, потому что каждый раз, когда дрон движется в любом направлении, кроме как вверх или вниз, он должен наклоняться.
В Лаборатории автономных систем ETH Zurich разрабатывается новая комбинация металлоискателя и беспилотника с пятью степенями свободы. Это может стать жизнеспособным решением для дистанционного обнаружения мин благодаря использованию тщательного зондирования и локализации наряду с несколькими двигателями для надежного удержания детектора вблизи земли.
Исследователи из ETH Zurich в своей работе использовали дрон который может изменять свое положение без наклона, изготовленный компанией Voliro. Стоит отметить, что компания является выходцем из этой самой Лаборатории автономных систем, где и проводятся исследования беспилотников для обнаружения мин.
Имея на руках готовый дрон, теоретически способный заставить металлоискатель работать правильно, исследователям было необходимо заставить его работать на практике. Система должна быть способна управлять дроном над поверхностью, которую он никогда раньше не видел и которая может включать препятствия. При этом она должна в приоритетном порядке выравнивать металлоискатель. Исследователи объединили GPS с инерционными измерениями лидара, установленного на дроне, для абсолютной оценки положения, а затем автономно построили и выполнили "бустрофедоновую траекторию покрытия". Бустрофедон - это способ письма, при котором направление письма чередуется в зависимости от чётности строки, то есть если первая строка пишется слева направо, то вторая — справа налево и т. д.
Испытания с металлическими (невзрывными) муляжами показали, что эта система работает хорошо, даже на участках с препятствиями, перекрытиями сверху и значительным уклоном. Будет ли она в конечном итоге полезна в полевых условиях или нет, потребует дальнейших исследований, но поскольку сама платформа по сути является коммерческим готовым решением, есть место для оптимизма.
Научная статья "Resilient Terrain Navigation with a 5 DOF Metal Detector Drone" будет представлена в мае на ICRA 2023 в Лондоне.
Комментарии
(0) Добавить комментарий