Công nghệ mới giá rẻ để ngăn ngừa va chạm máy bay không người lái
của Đại học Xứ Basque
UAV gắn thẻ đỏ. Tín dụng: Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ (2024). DOI: 10.1016/j.ast.2024.109190
Chỉ sử dụng cảm biến và camera trên bo mạch, nhà nghiên cứu Julián Estévez, từ Nhóm tình báo tính toán (GIC) của Đại học Xứ Basque (UPV/EHU) đã phát triển công nghệ dẫn đường tự động, giá rẻ để ngăn ngừa hai hoặc nhiều máy bay không người lái có đường bay giao nhau giữa không trung va chạm vào nhau. Ông đã đạt được những kết quả tích cực và đáng khích lệ.
Một nghiên cứu sử dụng một bộ máy bay không người lái đã xác nhận rằng "mặc dù chi phí công nghệ giảm, giải pháp chúng tôi phát triển đã được xác nhận thành công trên máy bay không người lái thương mại. Sử dụng thiết bị đơn giản, chi phí thấp và thuật toán dựa trên thị giác nhân tạo và nhận dạng màu sắc, chúng tôi đã phát triển một công nghệ mạnh mẽ để ngăn ngừa va chạm giữa các máy bay không người lái một cách thỏa đáng, có thể dễ dàng áp dụng cho hầu hết các rô-bốt trên không thương mại và nghiên cứu; chúng tôi cũng đã cung cấp mã phần mềm hoàn chỉnh cho giải pháp", Estévez cho biết.
Công trình này được công bố trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ.
Hầu hết các máy bay không người lái mà chúng ta quen thuộc đều có người lái, ngay cả khi chúng nằm ngoài tầm nhìn của người điều khiển. Để máy bay không người lái có thể hoàn toàn tự động, nó phải có khả năng tự đưa ra quyết định bay mà không cần sự can thiệp của con người, nói cách khác, tự quyết định cách tránh va chạm, duy trì lộ trình khi có gió giật, kiểm soát tốc độ bay, né tránh các tòa nhà, cây cối, v.v.
"Công trình này là một bước nhỏ hướng tới khả năng điều hướng hoàn toàn tự động, không cần bất kỳ sự can thiệp nào của con người, để máy bay không người lái có thể quyết định thực hiện thao tác nào, hướng nào, do đó ngăn ngừa va chạm với nhau hoặc với các chướng ngại vật trên không khác. Nếu chúng ta cho rằng trong tương lai, không phận của chúng ta sẽ có nhiều dịch vụ thương mại do những máy bay không người lái này thực hiện hơn, thì công trình của chúng tôi chỉ là một đóng góp nhỏ về mặt này", Estévez cho biết.
Tác giả giải thích rằng "cách tiếp cận của chúng tôi để ngăn ngừa va chạm không yêu cầu máy bay không người lái trao đổi thông tin với nhau; thay vào đó, chúng chỉ dựa vào các cảm biến và camera trên máy bay. Chúng tôi nhận tín hiệu từ camera trên máy bay không người lái và bằng cách xử lý hình ảnh, chúng tôi điều chỉnh phản ứng của rô-bốt để chúng bay mượt mà và chính xác".
Trong các thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã cố gắng mô phỏng các điều kiện thực tế của máy bay không người lái, nói cách khác, các tình huống có thể xảy ra ở một khu vực đô thị điển hình trong điều kiện ánh sáng không được kiểm soát, với máy bay không người lái bay theo các hướng khác nhau, v.v., do đó, những đóng góp của họ hướng đến các ứng dụng trong thế giới thực, bất chấp công việc trong phòng thí nghiệm ban đầu.
Thuật toán dựa trên màu sắc
"Chúng tôi trang bị cho mỗi máy bay không người lái một thẻ đỏ cho phép thuật toán phần mềm phát hiện sự hiện diện của máy bay không người lái đang đến gần và đo khoảng cách của nó", Estévez giải thích. "Đề xuất của chúng tôi rất đơn giản: mỗi máy bay không người lái được trang bị một camera tích hợp, màn hình của máy bay được chia thành hai nửa (trái và phải). Camera này luôn tìm kiếm màu đỏ của các thẻ được đề cập ở trên.
"Thông qua quá trình xử lý hình ảnh đơn giản, chúng tôi có thể tìm ra tỷ lệ phần trăm máy ảnh bị chiếm bởi màu đỏ và liệu phần lớn màu đỏ này nằm ở phía bên trái hay bên phải của màn hình. Nếu phần lớn vùng màu đỏ nằm ở phía bên trái của màn hình, máy bay không người lái sẽ bay sang bên phải để tránh va chạm. Nếu vùng màu đỏ nằm ở bên phải, nó sẽ di chuyển sang bên trái. Và điều này xảy ra với tất cả các máy bay không người lái trên không.
"Khi tỷ lệ phần trăm màu đỏ trên màn hình tăng lên, điều đó có nghĩa là các máy bay không người lái đang tiếp cận nhau trực diện. Vì vậy, khi vượt quá ngưỡng, robot biết rằng nó phải thực hiện thao tác tránh né.
"Tất cả những điều này diễn ra tự động, không cần người điều khiển can thiệp. Đây là một cách đơn giản để ngăn ngừa va chạm và có thể được thực hiện bằng các cảm biến và thiết bị giá rẻ", Estévez cho biết. Điều này không khác gì những gì xảy ra khi một người đang đi bộ trên phố và nhìn thấy ai đó đang tiến đến từ bên trái, trong trường hợp đó, người đó cố gắng di chuyển sang bên phải để họ không va chạm với nhau.
