Исследователи из Даремского университета разработали новую систему навигации для дронов — CORTO-Planner. Она позволяет автономным летательным аппаратам лететь быстрее, плавнее и безопаснее в тесных пространствах, насыщенных препятствиями. Это особенно важно для задач поиска и спасения, инспекции инфраструктуры, лесного и экологического мониторинга, а также автоматизации складов.
Гибкие коридоры безопасности
Традиционные планировщики создают вокруг дрона жёсткую зону безопасности, из‑за чего при приближении к препятствиям аппарат вынужден резко снижать скорость. В CORTO-Planner используется другой подход: так называемый «piecewise parametric safe corridor» — гибкий коридор безопасности, который подстраивается под геометрию окружающей среды и при этом остаётся достаточно гладким для высокоскоростного полёта.
Такой подход даёт:
- до 6 раз больше полезного пространства в коридоре по сравнению с прежними методами,
- до 59% больший зазор относительно препятствий,
- значительно большую свободу манёвра при сохранении безопасности.
Это решает давнюю проблему автономного полёта: как проходить через узкие проёмы, резкие повороты и лабиринтные трассы, не жертвуя надёжным обходом препятствий.
Планирование в реальном времени и применения
Команда также разработала эффективный вычислительный метод, который избавляет от медленных и сложных оптимизаций. Благодаря этому CORTO-Planner работает в реальном времени, постоянно пересчитывая маршрут и позволяя дрону быстро реагировать на изменения среды, сохраняя безопасную дистанцию.
Масштабные симуляции и испытания на реальных дронах показали, что CORTO-Planner стабильно обеспечивает меньшее время прохождения трассы и большую среднюю скорость, чем несколько современных систем планирования, не ухудшая при этом безопасность.
С научной точки зрения метод объединяет два мира: ранее приходилось выбирать между точными, но дёргаными траекториями и гладкими, но чрезмерно ограничивающими. CORTO-Planner сочетает их плюсы, формируя гладкие, адаптивные и пригодные для высокоскоростной автономной навигации маршруты.
Более плавное движение снижает лишние манёвры, улучшает энергоэффективность и уменьшает износ компонентов дрона. ПО опубликовано как open-source, а авторы считают, что подход можно применить и к другим автономным системам: беспилотным автомобилям, роботизированным манипуляторам и подводным роботам, работающим в стеснённых условиях.
Источник: Phys.org
