• Реклама
  • ru Русский
    • ar العربية
    • zh-CN 简体中文
    • nl Nederlands
    • en English
    • fr Français
    • de Deutsch
    • it Italiano
    • pl Polski
    • pt Português
    • ru Русский
    • es Español
    • uk Українська
No Result
View All Result
Женский сайт
  • Звезды
  • Здоровье и спорт
  • Технологии
  • Рецепты
  • Любовь
  • Красота
  • Это интересно
  • Звезды
  • Здоровье и спорт
  • Технологии
  • Рецепты
  • Любовь
  • Красота
  • Это интересно
No Result
View All Result
Женский сайт
No Result
View All Result
Home Технологии

Дроны научились роиться без столкновений

30.07.2020
A A
0
8
SHARES
783
VIEWS
Share on FacebookShare on Twitter

Американские инженеры использовали методы глубокого обучения для того, чтобы научить дроны прокладывать путь через пространство с препятствиями, избегая столкновений между дронами, при этом учитывая аэродинамические возмущения, создаваемые дронами в рое. В сравнении с традиционным алгоритмом оптимального обоюдного избегания столкновений новый алгоритм планирования пути оказался на 20 процентов эффективнее в большинстве экспериментальных ситуаций, не требуя при этом больших вычислительных ресурсов и может справляться даже с таким сложными ситуациями как обмен местами двух дронов в узком коридоре. Описание алгоритмов опубликовано в статье в журнале IEEE Robotics and Automation Letters, препринт доступен на arXiv.org.

В современном мире рои дронов широко используются только в сфере развлечений, однако появляется все больше задач, для решения которых можно использовать группы летающих роботов. Например, для задачи поиска и спасения пострадавших в чрезвычайных ситуациях вместо одиночных роботов гораздо лучше подходит рой небольших дронов, который может быстро обследовать большую площадь поврежденного здания, завалов или другой территории.

Для эффективного управления роем и контроля взаимодействия между отдельными дронами необходимо решить две ключевые проблемы. Во-первых, проблему навигации и планирования пути для каждого робота при недостатке информации об окружающем пространстве: в постоянно изменяющемся окружении помимо неподвижных препятствий присутствуют другие дроны из роя, столкновения с которыми необходимо избегать. Во-вторых, мультикоптеры создают воздушные потоки, которые необходимо учитывать при близком движении дронов, чтобы они не сдували друг друга с траектории.

Инженеры из Калифорнийского технологического института под руководством Сун-Чжо Чанга (Soon-Jo Chung) из Лаборатории реактивного движения NASA использовали алгоритмы глубокого обучения, чтобы решить эти задачи. Первый алгоритм называется GLAS (Global-to-Local Autonomy Synthesis), он отвечает за навигацию и позволяет прокладывать путь в сложном меняющемся окружении. Второй, Neural-Swarm, отвечает за корректировку траектории с учетом аэродинамических возмущений, создаваемых близкорасположенными дронами.

В качестве платформы для экспериментов инженеры использовали легкие (34 грамма) квадрокоптеры Crazyflie 2.0, отмеченные маркерами для отслеживания положения. Для расчета своей траектории движения каждый дрон использует только информацию о положении находящихся в его локальном окружении неподвижных препятствиях и других дронах, не имея при этом представления о глобальной картине в целом. Однако, для того чтобы обучить, нейронную сеть, которая решает задачу поиска пути, инженеры сначала использовали глобальный планировщик траекторий.

Они создали имитационную модель, представляющую собой виртуальное пространство площадью 64 квадратных метра, в котором с помощью глобального планировщика генерируются с шагом в 0,5 секунды траектории одновременного движения разного числа дронов (4, 8 или 16), при этом варьируется также число и расположение препятствий. После этого из полученного массива данных извлекается информация об относительном положении препятствий только в локальном окружении заданного радиуса вокруг каждого дрона и траектория их движения в каждый момент времени, которые сгенерированы глобальным планировщиком траекторий.

Итоговый объем данных для всех вариантов окружения равен 40 миллионам точек. Этот набор данных наблюдение-действие затем используется для обучения нейронной сети с функцией активации ReLU и архитектурой, основанной на подходе Deep Sets, который вместо векторов фиксированной размерности оперирует функциями, определенными на множествах и инвариантными к перестановкам. Выбор этого подхода связан со значительными колебаниями размерности вектора данных наблюдений каждого дрона, так как в любой момент времени число препятствий и других дронов в области видимости может изменяться кардинальным образом.

Как оказалось, такой подход с обучением локального планировщика на данных, сгенерированных на имитационных моделях с помощью глобального планировщика, позволяет снизить частоту застреваний дронов вблизи препятствий из-за проблемы локальных минимумов, свойственной децентрализованным алгоритмам построения пути как следствие неполноты информации об окружении.

Эксперименты показали, что в большинстве сценариев новый алгоритм GLAS на 20 процентов более эффективен, чем традиционно применяемый в таких задачах алгоритм оптимального обоюдного избегания столкновений ORCA (Optimal Reciprocal Collision Avoidance). В качестве показателя эффективности оценивалось число дронов, которые успешно достигли точки назначения, не столкнувшись друг с другом и не попав в «ловушку» локального минимума.

Кроме того, GLAS, являясь децентрализованным алгоритмом, позволяет масштабировать число дронов в рое, а низкие требования к вычислительным ресурсам дают возможность использовать недорогой бортовой микроконтроллер дрона. Вычисления в случае одного дрона-соседа в области видимости занимают около 3,4 миллисекунд. При увеличении числа дронов до трех это время возрастает до пяти миллисекунд, что позволяет использовать имеющиеся на борту вычислительные ресурсы для расчетов в реальном времени с частотой 40 герц.

Чтобы решить проблему аэродинамического взаимодействия, инженеры использовали данные о случайных близких пролетах дронов, когда они оказывают воздействие на траекторию полета друг друга воздушными потоками от роторов. Для этого дроны перемещали внутри заданного пространства по случайным маршрутам — компьютер случайно выбирал целевые точки для каждого дрона с фиксированной частотой. Количество дронов в экспериментах варьировалось от двух до четырех. В качестве алгоритма избегания столкновений в этом случае для простоты использовался метод искусственных потенциалов: целевые точки обладали притягивающей силой, тогда как соседние дроны отталкивали друг друга.

Собранные данные о состоянии дронов в каждый момент времени эксперимента (их положении в пространстве, скорости, ускорении, тяге) и вычисленная с их помощью z-компонента возмущающей силы затем использовались для обучения нейронной сети, построенной на основе подхода Deep Sets с функцией активации ReLU. Итоговый алгоритм с обученными параметрами позволил на лету изменять работу роторов, компенсируя возмущение траектории от пролетов соседних дронов. По словам авторов новый подход уменьшил ошибку при движении в вертикальной плоскости из-за аэродинамического взаимодействия почти в четыре раза.

Источник: rusjev.net

Читайте так-же

Украинская РЭБ «Лима» за три месяца сорвала наведение 26 ракет «Кинжал»
Технологии

Украинская РЭБ «Лима» за три месяца сорвала наведение 26 ракет «Кинжал»

20.04.2026
0
780

Украинская система РЭБ "Лима", которую разработали в 2022 году для противодействия БпЛА, за три месяца 2026 года отклонила или обезвредила 26 аэробаллистических ракет Х-47М2 "Кинжал". А всего с начала применения 58 ракет...

Read moreDetails
Oppo раскрыла характеристики Find X9 Ultra перед запуском Find X9 Ultra

Oppo раскрыла характеристики Find X9 Ultra перед запуском Find X9 Ultra

20.04.2026
780
Компания основателя Amazon Blue Origin не смогла вывести спутник на расчетную орбиту

Компания основателя Amazon Blue Origin не смогла вывести спутник на расчетную орбиту

20.04.2026
780
Gemini начал генерировать изображения с учетом предпочтений пользователей

Gemini начал генерировать изображения с учетом предпочтений пользователей

18.04.2026
780
В Украине стартовали продажи Samsung Galaxy A57 и A37: цены и характеристики

В Украине стартовали продажи Samsung Galaxy A57 и A37: цены и характеристики

18.04.2026
780
BlaBlaCar позволил искать поездки через диалог в ChatGPT

BlaBlaCar позволил искать поездки через диалог в ChatGPT

18.04.2026
782
iPhone 18 Pro получит новый цвет Dark Cherry: что еще известно о линейке

iPhone 18 Pro получит новый цвет Dark Cherry: что еще известно о линейке

18.04.2026
780
Next Post
Елена Ильиных поделилась редкими фото их с Сергеем Полуниным сына Мира

Елена Ильиных поделилась редкими фото их с Сергеем Полуниным сына Мира

Популярное

Украинская РЭБ «Лима» за три месяца сорвала наведение 26 ракет «Кинжал»

Украинская РЭБ «Лима» за три месяца сорвала наведение 26 ракет «Кинжал»

20.04.2026
Ракам стоит сделать паузу, а Близнецам — больше слушать: каким будет 21 апреля. Гороскоп.

Ракам стоит сделать паузу, а Близнецам — больше слушать: каким будет 21 апреля. Гороскоп.

20.04.2026
Игорь Ласточкин впервые за долгое время вышел на связь с фронта

Игорь Ласточкин впервые за долгое время вышел на связь с фронта

20.04.2026
Oppo раскрыла характеристики Find X9 Ultra перед запуском Find X9 Ultra

Oppo раскрыла характеристики Find X9 Ultra перед запуском Find X9 Ultra

20.04.2026
13 лет борьбы: вдова солиста ADAM впервые раскрыла правду о его неизлечимой болезни

13 лет борьбы: вдова солиста ADAM впервые раскрыла правду о его неизлечимой болезни

20.04.2026

ТОП новости

  • Ким Кардашьян показала себя с брекетами в 8 классе

    «Начало – я сижу пью, конец – меня еб**т жирный дед. Меня изнасиловали»: переехавшая в россию звезда сериала «Школа» сделала громкое признание

    48 shares
    Share 19 Tweet 12
  • «Быть матерью оказалось легче, чем я думала»: дизайнер Евгения Павлин с дочкой Магдой в модном проекте Glamour и H&M Studio

    14 shares
    Share 6 Tweet 4
  • 13 и 14 выпуск «МастерШеф»: когда и где смотреть новые эпизоды кулинарного шоу

    8 shares
    Share 3 Tweet 2
  • «Скоро уже будет Пасха…»: 5-летний Матвей после «мяска и колбасок» взорвать Сеть новыми мемами

    11 shares
    Share 4 Tweet 3
  • Победительница «Холостяк-14» и бывшая девушка известного футболиста: интересные факты о Диане Зотовой

    9 shares
    Share 4 Tweet 2
  • О нас
  • Политика конфиденциальности
  • Sitemap
  • Реклама
  • Контакты
Реклама: digestmediaholding@gmail.com Telegram/WhatsApp/Viber: +972546406116

Использование любых материалов, опубликованных на сайте Womenbox.net, допускается исключительно при наличии активной и корректной ссылки на источник. Это правило действует для всех пользователей и партнёров, а также для интернет-изданий, которые распространяют наши материалы на своих площадках.

Онлайн-СМИ обязаны размещать прямую и открытую для поисковых систем гиперссылку, чтобы алгоритмы поисковиков могли корректно определять оригинал публикации. Такая ссылка должна быть добавлена либо в подзаголовок статьи, либо в её первый абзац — это обязательное условие для правомерного использования контента ресурса.
Редакция Womenbox.net информирует, что мнения авторов материалов могут не совпадать с официальной позицией сайта. Вся ответственность за достоверность, актуальность и содержание опубликованных или перепечатанных материалов полностью лежит на авторах или ресурсах, которые их воспроизводят. Администрация сайта не несёт ответственности за возможные последствия использования этих данных третьими лицами.

© 2005-2026 Женский сайт Вуменбокс. All rights reserved.

No Result
View All Result
  • Звезды
  • Здоровье и спорт
  • Технологии
  • Рецепты
  • Любовь
  • Красота
  • Это интересно

Использование любых материалов, опубликованных на сайте Womenbox.net, допускается исключительно при наличии активной и корректной ссылки на источник. Это правило действует для всех пользователей и партнёров, а также для интернет-изданий, которые распространяют наши материалы на своих площадках.

Онлайн-СМИ обязаны размещать прямую и открытую для поисковых систем гиперссылку, чтобы алгоритмы поисковиков могли корректно определять оригинал публикации. Такая ссылка должна быть добавлена либо в подзаголовок статьи, либо в её первый абзац — это обязательное условие для правомерного использования контента ресурса.
Редакция Womenbox.net информирует, что мнения авторов материалов могут не совпадать с официальной позицией сайта. Вся ответственность за достоверность, актуальность и содержание опубликованных или перепечатанных материалов полностью лежит на авторах или ресурсах, которые их воспроизводят. Администрация сайта не несёт ответственности за возможные последствия использования этих данных третьими лицами.

© 2005-2026 Женский сайт Вуменбокс. All rights reserved.