Un drone che riesce ad evitare gli oggetti: alberi, muri o qualsiasi cosa si ponga davanti il vostro drone. Pensate sia il delirio di qualche visionario? Non è la prima volta che ne parliamo, Sony ha creato un drone che grazie a molteplici camere 3D riesce a volare autonomamente in una foresta evitando gli alberi, ma si tratta di un progetto estremamente costoso e complesso. La possibilità di creare un drone economico si è finalmente realizzata grazie ad un progetto nato nel Massachusetts Institute of Technology, una delle più importanti università di ricerca del mondo che ha sede a Cambridge.
Sul sito ufficiale dell’Università Americana è stato caricato un incredibile video che mostra un drone capace di schivare gli ostacoli!
I droni usati raggiungono circa 50 km/h e come è possibile vedere dal video riescono a volare schivando ostacoli come alberi e rami!
“Chiunque in questi giorni sta costruendo droni, ma nessuno sa come evitare che sbattano contro oggetti, i sensori come lidar sono troppo pesanti per un piccolo drone e creare una mappa dell’ambiente circostante non è affatto pratico. Se vogliamo davvero che i droni riescano a volare velocemente e volare nel mondo reale abbiamo bisogno di creare algorimi migliori e più veloci.” ha spiegato Andrew Barry, sviluppatore del sistema che fa parte della sua tesi con il Professore Russ Tedrake.
Supporto per il decollo del drone
L’algoritmo di Barry per la visione 3D è 20 volte più veloce del software esistente e permette al drone di determinare la presenza di un oggetto e costruire una mappa di ciò che sta attorno al drone in real-time! Il software cattura immagini di 376×240 a 127 fps oppure 752×480 a 60 fps riuscendo ad estrarre le informazioni di profondità ad una velocità di 8,3 millisecondi per fotogramma.
Le immagini catturate vengono ricordate e poi sovrascritte!
Il drone pesa poco più di un chilo, ha un’apertura alare di 34″, ha un costo di circa 1700$ ed è dotato di due fotocamere distanti 24cm una dall’altra. Per elaborare i dati estratti dalle videocamere sono stati usati due processori non più elaborati rispetto a quelli che ci si trovano su un cellulare!
Come Funziona?
Gli algoritmi tradizionali usati per questo genere di problemi usano le immagini catturate attraverso il campo di profondità con distanze multiple: 1 metro,2 metri,3 metri e così via per determinare la presenza di un oggetto nel percorso del drone.
Questo approccio è molto intensivo dal punto di vista computazionale, portando il drone a non poter volare più di 8 o 9 km/h senza un hardware dedicato.
L’approccio di Barry è che la visione di un drone che sta viaggiando ad elevate velocità non cambia molto tra un frame e l’altro, è quindi possibile effettuare un minor numero di calcoli diminuendo la distanza di calcolo solamente ogni 10 metri.
“Non è necessario sapere tutto ciò che circonda il drone prima o dopo di questa distanza, quando voli puoi impostare l’orizzonte di 10 metri e fino a quando questi 10 metri di campo sono liberi hai il tempo di calcolare i prossimi 10 metri”
Barry spiega che spera di migliorare ulteriormente l’algoritmo in modo che possa lavorare con campi di profondità maggiori e in ambienti più fitti di ostacoli come una foresta.
“I nostri risultati sono affetti da qualche errore di misurazione, ma con l’avanzare dell’hardware sarà possibile eseguire calcoli più complessi, saremo quindi in grado di cercare più in profondità, controllare e correggere i nostri risultati. Questo ci permetterà di rendere i nostri algoritmi più potenti ed aggressivi anche in ambienti con un numero maggiore di ostacoli”.
Il codice dell’algoritmo è OpenSource ed è stato pubblicato su Github a questo indirizzo.
