Где пригодится новая разработка

Первый в РФ сверхточный алгоритм для автономной посадки дронов представила молодежная команда «Техношаманы», сообщили в пресс-службе «Университета 2035», который поддержал проект. Разработчики спроектировали блок управления и создали интерфейс для предполетной настройки с возможностью автоматической перезагрузки модуля.

В основе работы системы лежат алгоритмы компьютерного зрения: она распознает специальные маркеры на посадочной площадке с точностью не менее 90%, при этом погрешность определения ориентации не превышает двух градусов. Для обработки видеопотока используется библиотека OpenCV. Кадры переводятся в оттенки серого и передаются детектору, тип которого задается в конфигурационном файле.

На данный момент реализована поддержка двух типов визуальных маркеров — ArUco markers и AprilTag, — широко применяемых в робототехнике и задачах компьютерного зрения.

— После обнаружения маркера система вычисляет его координаты относительно дрона и расстояние до него, которое может достигать нескольких десятков метров. Полученные данные передаются через протокол MAVLink, что позволяет точно управлять снижением аппарата, — пояснил капитан команды Ярослав Харитонов.

По словам разработчиков, им удалось добиться точности координат сантиметрового уровня, при этом сопоставимых коммерческих решений на рынке нет. Ранее существовавший международный проект Vision Landing, также основанный на использовании маркеров, был заморожен.

В качестве вычислительного модуля используется Raspberry Pi 4 Model B, на котором обрабатываются данные о координатах. В систему также входят камера ArduCam, полетный контроллер, лидар, выполняющий функцию высотомера, радиоприемник и дрон собственной сборки на базе двигателя Surpass.

— Мы намерены добавить распознавание инфракрасных меток, а также букв и геометрических фигур на вертолетных площадках с использованием нейросетей. Кроме того, планируется внедрить дополнительные алгоритмы обработки изображения для компенсации солнечных засветов и повышения устойчивости работы системы в сложных условиях освещения, — добавил Ярослав Харитонов.

Алгоритм был представлен в ходе обучения в рамках федеральной программы «Кадры для БАС», оператором которой выступает университет. Образовательную часть курировала дирекция «Аэромобильность» Московского авиационного института.

Расширение возможностей беспилотников

Специалисты отрасли в целом положительно оценивают разработку, отмечая ее высокий прикладной потенциал, но указывают на ряд технологических и организационных ограничений, которые предстоит преодолеть.

Эксперт «Аэронет» НТИ, член центра компетенций «Энерджинет» НТИ по применению технологий БАС в энергетике Дмитрий Рыбаков назвал проект перспективным, подчеркнув, что подобные решения изначально задумывались для внедрения в рамках профильных центров компетенций.

— Обратите внимание на уже накопленный опыт. Еще в 2019–2020 годах в рамках работ Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина с участием индустриальных партнеров выяснилось: на дрон, выполняющий посадку по визуальным меткам, существенно влияют внешние факторы, в частности порывы ветра. Это не позволяет в полной мере реализовать точность, которую теоретически обеспечивает оптическая система, поэтому подобные ограничения необходимо учитывать на раннем этапе, до масштабирования решения, — пояснил он.

Эксперт добавил, что технология имеет широкий спектр потенциальных применений: от логистики и автоматических дронопортов до морских операций, промышленной инспекции и работы в условиях отсутствия GPS — например, в лесных массивах или зонах радиоэлектронной борьбы. В перспективе такие системы могут лечь в основу стандартов городской аэромобильности и аэротакси.

Генеральный директор и сооснователь компании «Флай Дрон» Никита Данилов также считает, что разработка будет востребована. По его словам, она может найти применение при выполнении практически любых гражданских миссий в городской среде, а также в районах со сложным рельефом.

— Она способна заинтересовать и военных. Однако для полноценной реализации перспективного проекта важно, чтобы он не «варился в собственном соку», а обрел технологического партнера из числа производителей и эксплуатантов БПЛА, способных внедрить его на практике, — отметил эксперт.

Замруководителя службы развития технологичных видов спорта Федерального центра подготовки спортивного резерва Варвара Городилова отметила, что разработка отвечает актуальному запросу на расширение возможностей беспилотных систем. В то же время она подчеркнула необходимость комплексной оценки: речь идет не только о технической надежности, но и об экономической эффективности, износостойкости и перспективах масштабирования производства.