Постановка задачи
Чтобы обеспечить малым воздушным роботам возможность ориентироваться в темноте и условиях ограниченной видимости, наша группа разработала систему восприятия на основе ультразвука, созданную по образцу эхолокации летучих мышей.
Эхолокация — биологический механизм активного зондирования пространства: животное испускает ультразвуковые импульсы и по характеру отражённых волн строит трёхмерную картину окружения. Летучие мыши используют этот принцип для охоты и навигации в полной темноте с точностью, недостижимой для большинства технических систем.
Существующие ограничения
Существующие роботы, как правило, опираются на камеры (RGB или depth) либо на лидары (LiDAR — лазерные дальномеры). Камеры деградируют при плохом освещении и засветке; лидары дают высокую точность, но слишком тяжелы и энергоёмки для платформ массой в десятки граммов.
Ультразвуковые датчики, напротив, работают в полной темноте, весят единицы граммов и потребляют минимум энергии — что делает их привлекательной альтернативой для nano- и micro-класса дронов.
Разработанная система
Наша разработка объединяет сверхлёгкий сонарный модуль с алгоритмами на базе ИИ, которые интерпретируют отражённые ультразвуковые сигналы и строят карту препятствий в реальном времени. Система была протестирована на навигации дрона в роще деревьев — среде с нерегулярно расположенными, вертикально вытянутыми препятствиями.
Подобный сценарий критичен для задач мониторинга лесов, поиска и спасения в лесистой местности, а также для автономных операций в зданиях с отключённым освещением.
