Дрони навчили орієнтуватися за розташуванням зірок у нічному небі замість GPS, коли ця функція недоступна. Раніше така технологія була недоступною для безпілотників, адже значно обтяжувала і робила їх дорожчими, а також була недостатньо точною. Науковці розробили новий алгоритм, який визначає розташування дрона за серією зображень нічного неба з похибкою до чотирьох кілометрів і навіть за складних для польотів умов, зокрема, наявності вітру. Дослідження опублікували в журналі Drones.
Зображення з камери дрона та зірки, які вдалося розпізнати його алгоритму. Teague & Chahl. / Drones, 2024
Як навчили дрон орієнтуватися по зірках?
Науковці встановили на дрон камеру для створення зображень нічного неба та під'єднали її до автопілота Ardupilot. Алгоритм розпізнавав зірки на небі, використовуючи їх для навігації, як це робили протягом століть моряки. Для збільшення точності визначення розташування дрона, його змусили робити повний оберт і робити фото неба, що дозволило визначати його розташування без необхідності додавати стабілізатори польоту.
Встановлення розташування дрона під час першого (зліва) та четвертого повтору (справа). Світлі точки позначають усі можливі розташування дрона, червона — фінальне розташування, розраховане на їх основі, а помаранчева — справжнє розташування. Під час першого повтору похибка складає 44,5 кілометра, тоді як під час четвертого — лише 2,54 кілометра. Teague & Chahl. / Drones, 2024
Дрони випробували під час польотів уночі та визначили, що система працює точніше за розроблені досі навіть без задання дрону початкових координат. Встановлення розташування під час реальних польотів відбувалося у кілька повторів, при цьому з кожним наступним точність зростала. Як вважають розробники, вона може знайти застосування на полі бою, де часто заглушують сигнал GPS, а також у мирних цілях — для тривалого моніторингу віддалених екосистем.
Що ще вигадали для заміни GPS
🌞 Компас, натхненний зором комах, допоможе дронам орієнтуватися за сонячним світлом, а саме його поляризацією, тобто орієнтацією світлових хвиль під час руху.
🔊 А для орієнтації під водою, де немає покриття GPS, науковці вигадали використовувати звукові хвилі: система на їхній основі може визначати розташування за часом відбиття хвиль.
🧭 Щоб зменшити спотворення сигналу GPS у містах, компанія Google розробила оновлення для навігаційних систем, яке враховуватиме розсіювання хвиль хмарочосами.