Наука и Техника

Наука И Техника
6 августа 2015

Швейцарские исследователи создали систему, позволяющую крошечным беспилотникам видеть, подобно насекомым
Миниатюрный беспилотник

Крошечные беспилотные летательные аппараты, размеры которых соответствуют размерам летающих насекомых различных видов, могут оказать неоценимую помощь в деле проведения операций по разведке, наблюдению, при ликвидации последствий стихийных бедствий и техногенных катастроф. Однако область создания таких летательных аппаратов пока еще относительно молода и применение таких беспилотников ограничено лишь испытательными полетами в стенах лабораторий и других помещений. И в первую очередь, что препятствует выходу таких беспилотников на белый свет, это отсутствие малогабаритной системы видения, позволяющей миниатюрным летательным аппаратам ориентировать в окружающем пространстве.

Не так давно исследователи из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) закончили разработку "искусственного глаза", основанного на строении глаз насекомых и навигационной системы, которые позволят миниатюрным беспилотникам воспринимать окружающий мир и ориентироваться в нем, выполняя поставленные перед ними задачи.

Следует отметить, что это далеко не первая попытка создания датчиков, прототипами которых являются элементы тела насекомых, предназначенных для беспилотных летательных аппаратов. Однако, это первый раз когда это было сделано по отношению к миниатюрным аппаратам. Все предыдущие попытки оснастить системой видения такие беспилотники сводились к попыткам максимальной миниатюризации камер обычного типа, которые заканчивались с разной степенью удачи.

Система видения в стиле "глаз насекомых" подходит для использования в беспилотных летательных аппаратах как нельзя лучше. Во-первых, такие системы не обладают большой разрешающей способностью, поэтому для обработки потока данных от них требуются весьма скромные вычислительные мощности. Во-вторых, такие системы имеют достаточно высокую чувствительность по отношению к регистрации движущихся объектов и света, отраженного от различных предметов. Все эти параметры системы видения позволят вести крошечный летательный аппарат даже в условиях ограниченного пространства с большим количеством препятствий.

Искусственный "глаз", созданный швейцарскими исследователями, весит всего 2 миллиграмма. Он состоит из трех фотодатчиков, оснащенный каждый своей линзой. Комбинация данных от этих фотодатчиков, которые расположены треугольником, позволяет системе видения может определить скорость и направление движения, как в условиях плохой освещенности внутри закрытых помещений, так и на открытом пространстве при ярком солнечном свете. А быстродействие системы в целом превышает в три раза скорость реакции реальных насекомых.

Разработав конструкцию фотодатчика и сопутствующие программные алгоритмы, исследователи планируют установить несколько таких "глаз" на один экспериментальный летательный аппарат, создав достаточно сложную визуальную систему. Возможностей такой системы, по мнению исследователей, будет достаточно для осуществления самостоятельного взлета, посадки и для его стабилизации во время полета. А позже в планах исследователей стоит создание полосы искусственных "глаз", размещенных на поверхности липкой ленты, которая может быть помещена на любые типы поверхностей, принося возможности компьютерного видения роботам, элементам систем "умный дом", бытовой технике, мебели и даже одежде.