Способность мультикоптеров зависать в воздухе делает их отличным инструментом для видеонаблюдения, доставки посылок, участия в поисково-спасательных операциях. Но приходится при выполнении задачи приходится мириться с ограничением по времени автономной работы и небольшим радиусом действия. Более того, заряда аккумуляторов не хватает для того, чтобы добраться к месту, удаленному от базы на несколько километров.

Инженеры из лаборатории мобильных роботехнических и автономных систем Политехнической школы Монреаля (Канада) предложили решение проблемы: беспилотник в пути может использовать крыши попутных машин для экономии заряда и даже подзарядки. Таким образом, попутные машины буквально превращаются в авианосцы.

Если полиция имеет полное право использовать для своих нужд гражданский автотранспорт, то и полицейские беспилотники могут наделить таким правом. Можно представить, что даже для гражданских беспилотников внедрят систему «коммерческого партнерства», так что водителям будут платить небольшое вознаграждение, если к крыше прикрепится беспилотник.

Мультикоптер будет распознавать автомобили и подсаживаться на крыши только тех авто, владельцы которых участвуют в партнерской программе. На произвольные автомобили помешает подсаживаться не только вежливость, но и отсутствие на крыше посадочной площадки и черно-белого кода AprilTag для прицеливания.

Разработчики системы считают, что в качестве авианосцев подойдет общественный транспорт, грузовики почты и службы доставки, так как эти машины все время колесят по городу. В теории оборудовать посадочными площадками можно и крыши легковых автомобилей. Во время испытательных полетов выяснилось, что даже относительно небольшой площадки достаточно для посадки.Система использует GPS-координаты мобильного телефона для поиска транспортного средства, не требует координации маневров между БПЛА и автомобилем. То есть, от водителя не требуется никакого содействия, кроме установки на крышу посадочной платформы с визуальным маркером и мобильным. Водитель может и не заметить «пассажира» на крыше.

Ключевым элементом при посадке беспилотника на крышу авто являются маркеры AprilTag, разработанные Ольсоном в 2011 году. Они одновременно выполняют роль визуальной идентификации и точного 3D-позиционирования объекта относительно камеры. Для прицеливания беспилотника и координации с платформой по шести степеням свободы используется маркер размером 30x30 см.

На квадрокоптере установлены инерциальная навигационная система (INS), карданная камера - для трекинга цели, а также широкоугольная неподвижная камера, направленная вниз, которая отслеживает маркер AprilTag в последние секунды маневра. Оценка относительного местоположения, скорости и ускорения вычисляется на бортовом компьютере с помощью фильтра Калмана на частоте 100 Гц.

Эксперименты показали, что мультикоптер успешно садится на автомобили на скорости до 50 км/ч. При увеличении скорости увеличивается и риск сваливания с края платформы. Возможно, эту проблему можно решить, если увеличить скорость обработки информации с камер беспилотника.

Научная статья подготовлена к всемирному конгрессу IFAC 2017 и опубликована 22 ноября 2016 года на сайте arXiv.org (arXiv:1611.07329).

Источник: geektimes.ru