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I ricercatori hanno presentato un prototipo di drone autonomo che insegue una persona in corsa in una foresta fitta senza GPS e calcoli esterni. L'apparecchio utilizza l'odometria visivo-inerziale per valutare il proprio movimento e rilevare ostacoli, mantenendo l'obiettivo in vista. Tutti i calcoli vengono eseguiti dal computer di bordo.
I sviluppatori hanno mostrato un prototipo di drone autonomo che insegue una persona in corsa in una foresta fitta senza GPS e calcoli esterni. L’apparecchio valuta autonomamente il proprio movimento, rileva gli ostacoli, cerca di non perdere di vista l’obiettivo tra gli alberi e corregge il volo in millisecondi. Tutti i calcoli vengono eseguiti dal computer di bordo.
La foresta complica notevolmente il volo autonomo. Sotto la fitta chioma degli alberi, il drone non può contare su una navigazione satellitare stabile, e tra i tronchi compaiono continuamente rami e altri ostacoli. Contemporaneamente, l’apparecchio deve tenere traccia della persona che si muove rapidamente e scompare regolarmente dal campo visivo.
Per comprendere la propria posizione senza GPS, gli sviluppatori hanno utilizzato l’odometria visivo-inerziale. Le telecamere monitorano i cambiamenti nella scena circostante, mentre i giroscopi e gli accelerometri misurano il movimento del corpo. Il programma combina i dati e valuta lo spostamento del drone.
Non sono necessarie coordinate assolute dal satellite per questo scopo.
In parallelo, il sistema di bordo identifica gli spazi liberi e gli ostacoli intorno all’apparecchio. Quando sul percorso appare un albero o un ramo sottile, il pianificatore ricalcola la traiettoria. Inoltre, non basta evitare gli ostacoli: il nuovo percorso deve, per quanto possibile, mantenere la persona in corsa nell’inquadratura.
Una parte separata del sistema gestisce le occlusioni. Se un tronco copre la persona per alcuni istanti, l’algoritmo tiene conto del movimento dell’obiettivo e ne prevede la posizione successiva. Il drone può scegliere in anticipo un percorso che gli permetta di rivedere la persona in corsa dopo l’ostacolo, invece di aspettare che riappaia nell’inquadratura.
I sviluppatori sottolineano che non inviano il flusso video e i dati dei sensori a un server remoto. La catena dall’analisi dell’immagine al comando ai motori funziona direttamente sul processore integrato. Per un piccolo velivolo, questo approccio è particolarmente complesso: il calcolatore è limitato in potenza e consumo energetico, e l’elaborazione intensiva dei dati riscalda l’elettronica.
Il team ha sviluppato autonomamente non solo la parte software, ma anche l’apparecchio stesso, inclusa la struttura del corpo e il sistema di calcolo di bordo. Tuttavia, gli autori non hanno ancora pubblicato la velocità di inseguimento, la durata del volo autonomo, le caratteristiche del processore e i risultati di una serie di test in diverse condizioni.
Pertanto, la dimostrazione mostra attualmente il funzionamento di un prototipo di ricerca in uno specifico scenario forestale, e non un sistema pronto per l’uso quotidiano. Non è possibile valutare, dai materiali pubblicati, quanto possa essere affidabile il drone per mantenere l’obiettivo con scarsa illuminazione, vegetazione più fitta, alta velocità o volo prolungato.
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