Ce drone autonome peut suivre les humains à travers des forêts denses à grande vitesse

Les drones autonomes pourraient révolutionner un large éventail d’industries. Maintenant, les scientifiques ont conçu un drone qui peut tisser à travers des forêts denses, esquiver les lignes électriques minces dans un éclairage faible et même suivre un humain de jogging.

Des améliorations rapides de la technologie des capteurs et de l’intelligence artificielle le rendent de plus en plus faisable drones pour voler. Mais les drones autonomes restent loin d’être infaillibles, ce qui a limité leur utilisation aux situations à faible risque telles que livraison nourriture dans des villes bien organisées.

Si la technologie doit avoir un impact dans des domaines comme la recherche et le sauvetage, les sports ou même la guerre, les petits drones doivent devenir à la fois plus maniables et plus fiables. Cela a incité des chercheurs de l’Université de Hong Kong à développer un nouveau micro-véhicule aérien, ou MAV, qui peut naviguer dans des environnements difficiles à grande vitesse.

Le nouveau drone, nommé Super, combine la technologie LiDAR avec un système de navigation unique à deux trajectoires pour équilibrer la sécurité et la vitesse. Dans les tests du monde réel, il a surpassé les drones commerciaux à la fois dans le suivi et l’évitement des collisions, tout en volant à plus de 20 mètres par seconde (45 miles par heure).

« Super représente une étape importante dans la transition de la navigation autonome à grande vitesse des milieux de laboratoire aux applications du monde réel », ont écrit les chercheurs dans un du papier dans Robotique scientifique Présentation du nouveau drone.

Selon les auteurs, l’inspiration du projet est venue de la capacité des oiseaux à naviguer à agitation dans les environnements forestiers encombrés. Pour reproduire cette capacité, ils ont d’abord conçu un drone à seulement 11 pouces de diamètre avec un rapport poussée / poids de plus de cinq, ce qui lui a permis d’effectuer des manœuvres agressives à grande vitesse.

Ils l’ont ensuite équipé d’un dispositif lidar léger capable de détecter des obstacles jusqu’à 70 mètres. Étant donné qu’ils visaient un vol à grande vitesse, les chercheurs disent qu’ils étaient désireux d’éviter le type de flou de mouvement dont souffrent les systèmes à base de caméra.

Le plus important cependant, était le système de navigation qu’ils ont conçu pour le drone. À chaque cycle de planification de l’itinéraire, le contrôleur de vol de Super génère deux trajectoires de vol vers son objectif. Le premier est conçu pour être un itinéraire à grande vitesse et suppose que certaines des zones à venir avec des données LiDAR limitées sont exemptes d’obstacles. Le second est une trajectoire de secours qui se concentre sur la sécurité, ne faisant que passer par des zones connues pour être exemptes d’obstacles.

Le drone commence par suivre la trajectoire à grande vitesse mais passe à la sauvegarde si les données LiDAR en temps réel détectent quoi que ce soit en cours. Pour tester l’approche, les chercheurs l’ont opposé à deux autres drones de recherche et à un drone commercial dans une série d’essais, ce qui impliquait de voler à grande vitesse, d’esquiver des fils électriques fins, de naviguer dans une forêt dense et de voler la nuit.

Le super drone a atteint un taux de réussite presque parfait de 99,63% dans tous les essais, ce qui est près de 36 fois mieux que la meilleure alternative testée par les chercheurs. C’était tout en atteignant des vitesses de vol plus rapides et en réduisant considérablement les temps de planification.

Le drone a également démontré un excellent suivi d’objets, réussite avec succès à quelqu’un de faire du jogging à travers une forêt dense. En revanche, le drone commercial, qui a utilisé des capteurs basés sur la vision, a finalement perdu la trace de la cible.

Les chercheurs suggèrent que le développement de systèmes LiDAR plus petits et plus légers et d’optimisations aérodynamiques pourrait permettre des vitesses encore plus élevées. Impréciant Super avec la capacité de détecter des objets en mouvement et de prédire leur mouvement pourrait également améliorer sa capacité à fonctionner dans des environnements très dynamiques.

Compte tenu de ses performances déjà impressionnantes, il semble qu’il ne faudra pas longtemps avant que les drones agiles bourdonnent sur toutes sortes d’endroits.