פיתוח חדש יסייע לרחפנים לחמוק מעצמים באוויר

This post is also available in: English (אנגלית)

מצלמות event הן חיישנים שאינם מצטיינים בפירוש ויזואלי של הזירה כמו מצלמות רגילות, אך הן רגישות ביותר לתנועה, ומגיבות לשינויים בזירה ברמת הפיקסל תוך מיקרו-שניות. זאת כאשר מצלמה רגילה יכולה לאתר את אותה תנועה על ידי השוואה בין פריים אחד לשני תוך פרק זמן של אלפיות השניה. ההבדל אולי לא נראה משמעותי, אבל עבור רחפן שטס במהירות זה יכול להיות ההבדל בין התרסקות והמנעות מוצלחת.

חוקרים פיתחו טכנולוגיה שמיישמת מצלמות event ברחפנים כדי לסייע להם לחמוק מעצמים שהושלכו לעברם. השאלה שהצוות מאוניברסיטת ציריך ביקש לבדוק היתה עד כמה העיכוב בתפיסה אכן משפיע על המהירות המקסימלית בה הרחפן מסוגל לנוע תוך כדי התחמקות מוצלחת ממכשולים.

<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/sbJAi6SXOQw" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowfullscreen></iframe>

קבוצת הרובוטיקה והתפיסה באוניברסיטת ציריך הצליחה להגיע להישג חלוצי בשימוש במצלמות event ברחפני. הם גילו כי השימוש במצלמה כזו ברחפן שנע במהירויות גבוהות יכול לסייע לו לחמוק מסכנה. כדי לאמת את המחקר, הם זרקו כדורי רגל לעבר רחפן בעוצמה החזקה ביותר כדי לבדוק אם הוא מצליח לחמוק מהם. הניסויים חיקו למעשה מפגשים עם מכשולים במהלך טיסה במהירות גבוהה, כיוון שנושא המהירות היחסית הוא מוקד העניין. לדברי החוקרים, בכל מקרה מאשרים נתוני התנועה כי "הכדור היה פוגע ברחפן אם לא היה מבוצע תמרון ההתחמקות".

הזמן שלוקח לרובוט מכל סוג שהוא להימנע ממכשול מוגבל על ידי עיכוב בתפיסה, הכולל הבחנה בסביבה, עיבוד הנתונים והפקת פקודות בקרה.

משך העיכוב הטיפוסי בתפיסה תלוי בעיקר סוג החיישן בו משתמשים, האלגוריתם ופעולת המחשב הספציפי, והוא מגיע לטווח שבין עשרות למאות אלפיות השניה. החיישן עצמו הוא בדרך כלל הגורם המרכזי לעיכוב, ולכן מצלמות event יכולות להוות פיתרון טוב – הן יכולות להפיק את הנתונים עם עיכוב תיאורטי הנמדד בננו-שניות.

כאשר משווים את חיישני הראיה המסורתיים בהם משתמשים רחפני קוואדרוטור ברמת מחקר (מצלמות מונו וסטריאו) למצלמת event, מגלים כי ההבדל אינו משמעותי כל כך כל עוד הרחפן לא נע מהר מידי.

אבל כשהמהירות של הקוודארוטור עולה, בא לידי ביטוי היתרון של מצלמת ה-event: קוואדרוטור עם יחס דחיפה/משקל של 20, לדוגמא, יכול להשיג מהירות מקסימלית של הימנעות בטוחה ממכשולים גבוהה בכ-12% מאשר אם היה משתמש במצלמה רגילה. אמנם קוואדרוטורים בעלי עוצמה כזו עדיין לא קיימים (יחסן הדחיפה/משקל המקסימלי הקיים כיום קרוב יותר ל-10) אבל לפי spectrum.ieee.org הדבר יקרה בקרוב.

בין היתרונות הנוספים הגלומים במצלמת ה-event נמנית העובדה שהם אינם מושפעים מטשטוש תנועה, ועמידים הרבה יותר לתנאי אור. הם מסוגלים לעבוד בחשיכה או במבט ישיר אל השמש.