Самоуправляемый БПЛА для 3D-картографирования закрытых пространств: новая инициатива студентов Института физики

Проект «3D-реконструкция замкнутого пространства и поражение объектов с помощью автономного БПЛА», подготовленный студентами 4-го курса бакалавриата Института физики Ереванского государственного университета, получил финансирование в рамках конкурса студенческих инициатив «Образование и карьера» Центра выпускников и карьеры ЕГУ.

Оганес Туманян, один из студентов, участвующих в программе, в беседе с нами затронул ряд вопросов, в том числе, чем обусловлена необходимость проектирования и внедрения БПЛА, в какой среде они будут использоваться, из чего состоит наземная система, как будут взаимодействовать дрон и наземная система и т. д.

«Необходимость разработки беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) обусловлена ​​тем, что они позволяют быстро, точно и безопасно получать данные в условиях, где присутствие человека затруднено, опасно или неэффективно. Такие БПЛА важны как для научных, так и для прикладных задач, например, при осмотре промышленных зданий, спасательных операциях, археологических и технических исследованиях», — говорит Оганес.

Он подчеркивает, что дроны будут предназначены для использования в закрытых помещениях без сигнала GPS, например, в подземных сооружениях и туннелях, внутри промышленных предприятий и в исторических строениях.

Отвечая на вопросы о том, из чего состоит наземная система, в каких случаях и как она будет использоваться, Оганес подчеркнул: «Наземная система состоит из следующих основных компонентов: модуля управления (Ground Control Station) — компьютерного интерфейса или пульта дистанционного управления, с которого осуществляется управление полётом БПЛА, модуля связи, системы обработки данных для предварительного анализа полученных данных с датчиков и построения 3D-модели».

На вопрос о том, как будут взаимодействовать дрон и наземная система и какая информация будет передаваться, он ответил: «БПЛА и наземная система будут взаимодействовать по оптоволоконному кабелю. Это решение было выбрано для обеспечения высокой пропускной способности, низкой задержки поступления сигнала (latency) и защиты от шумовых помех. Передаются следующие данные: местоположение БПЛА, его скорость, параметры полёта и состояние питания, сенсорные данные с датчиков камер, «LiDAR»-а и «IMU», а также команды наземной системы на коррекцию полета, остановку или посадку».

Участники группы планируют в конечном итоге разработать полностью автономный беспилотный летательный аппарат, который сможет выполнять 3D-картографирование в помещении без помощи внешних систем определения локации.

Следует отметить, что в состав команды входят 5 студентов бакалавриата программы «Обработка данных в физике и искусственный интеллект». Роман Каспарян в основном занимается проблемами компьютерного зрения (computervision), Давид Алавердян — проблемами оптической и трёхмерной реконструкции, Давид Аветисян — обработкой данных, Артём Хачатрян — проблемами математического моделирования и оптимизации, а Оганес Туманян — алгоритмическими проблемами и проектированием БПЛА.

Оганес Туманян уверяет, что члены команды работают в тесном сотрудничестве, обеспечивая слаженную работу как технической, так и программной части.