Технологии

Дрон сможет услышать очертания помещения

25 Марта 2020
Дрон сможет услышать очертания помещения

Оборудованные динамиком и четырьмя микрофонами, дроны могут осуществлять эхолокацию, как летучие мыши.

Математики из университета Пердью в Западном Лафайете, штат Индиана (США), разработали систему, с помощью которой беспилотные летательные аппараты смогут определять своё местоположение с помощью эхолокации.

Исследования в области обработки сигналов возможно найдут применение для людей, подводных аппаратов и даже автомобилей, говорит Мирей «Мими» Бутен, доцент, преподаватель математики, электротехники и вычислительной техники университета Пердью, сообщается на официальном портале Общества промышленной и прикладной математики (SIAM).

Бутен и Грегор Кемпер, профессор алгоритмической алгебры на математическом факультете Мюнхенского Технического университета (Германия), работали над реконструкцией конфигурации стен комнат с помощью эхо-сигналов, улавливаемых микрофонами на беспилотнике.

Когда микрофон слышит эхо, записывается разница во времени между моментом, когда звук был произведен, и временем, когда он был услышан. Эта разница во времени показывает расстояние, пройденное звуком после того, как он отразился от стены – так же, как летучие мыши используют эхолокацию, чтобы сориентироваться в окружающей среде.

Проблема состоит в том, чтобы определить, какое расстояние соответствует какой стене. Процесс назвали эхосортированием. Точное эхосортирование гарантирует, что все слышимые стены действительно находятся там, где находятся. Так что используемый алгоритм не создает «призрачных» стен.

Исследование непосредственно связано с двумя взаимодополняющими проблемами в инженерии: локализацией (определение того, где вы находитесь в окружающей среде) и картографированием (определение формы вашей среды).

Исследование, в котором используются методы коммутативной алгебры, показало, что минимальная установка из четырёх микрофонов, расположенных не в одной плоскости, плюс громкоговоритель, может воссоздать форму комнаты.

Микрофоны и громкоговоритель могут быть также установлены на движущемся автомобиле, роботе, перемещающемся в помещении, или подводном аппарате, исследующем место крушения в океане. Некоторые из этих ситуаций накладывают ограничения на повороты и переводы, которые могут быть применены к конфигурации микрофона. Влияние таких ограничений на проблему воссоздания пространства будет изучено в будущей работе.

Далее будут рассматриваться другие сценарии, например, когда движение дрона ограничено или когда дрон слушает эхо последовательных звуков, находясь в движении.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный канал на TamTam

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~2qV3x
20.03.2024
Сотрудники Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики (НИИ ПМЭ) МАИ разработали высокочастностный ионный двигатель с электродами из углерод-углеродного композиционного материала. Новинку предполагается использовать в низкоорбитальных малы спутниках навигации, связи и дистанционного зондирования Земли.
18.03.2024
Холдинг «Росэлектроника» начал выпуск линейки электронных и электротехнических модулей управления для легких дронов, наземных, подводных и надводных беспилотников. Об этом сообщает Ростех.
15.03.2024
Ученые Сибирского федерального университета разработали высокоточную систему на базе ГЛОНАСС для мониторинга опасных объектов инфраструктуры, сообщили в пресс-службе университета.
14.03.2024
Картограф из компании «Яндекс» Анна Ананьева опубликовала исследование «Навигация в Арктике. Спутниковые стратегии повышения безопасности на море».

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Необходим поиск отечественных специалистов в области кибербезопасности сельского хозяйства
Перспективы реализации дорожной карты одного из направлений Национальной технологической инициативы (НТИ) в области сельского хозяйства, по просьбе журнала «Вестник ГЛОНАСС», оценил эксперт в навигационно-информационной сфере Семён Видный. В современных, быстроизменяющихся условиях особого решения требуют вопросы безопасности (направление SafeNet), тем более на таком значимом для государства агросекторе. В этом направлении на данный момент – огромное количество профессиональных участников. Но большинство из них используют иностранные наработки, что в настоящий момент и на перспективу неприемлемо. Также все профессионалы никогда не занимались этим специфическим сектором экономики – сельским хозяйством. Так что здесь придётся ещё поискать участников.
Аграриям предстоит работать в одной системе координат
Как известно, основой современного цифрового агрокомплекса является картогорафирование. Семён Видный, эксперт в области применения современных навигационно-информационных технологий в сельском хозяйстве поделился с читателями журнала «Вестник ГЛОНАСС» с кругом решаемых проблем при обработке массивов картографических данных. Таким образом, выяснилось, что все используют данные в различных системах координат, но пытаются укладывать их на одну картографическую основу и, соответственно, получают нестыковки и ошибки. Всё это приводит к тому, что используемые данные из Роскадастра, из Центров химизации и от высокоточных источников (данные дистанционного зондирования Земли, данные с беспилотников и высокоточных навигационных или геодезических приборов) не состыковываются друг с другом и только вводят в заблуждение сельхозтоваропроизводителей и собственников сельхозземель. И это также отражается на отношениях со смежными землепользователями.