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