Автономный квадрокоптер

Ваши интересы, хобби.
adiagnost
Автор темы
Сообщения: 408
Зарегистрирован: 04 май 2015, 15:46
Пол: мужской
Поблагодарили: 99 раз

Автономный квадрокоптер

#46

Непрочитанное сообщение adiagnost » 13 ноя 2018, 11:36

Статическая фотка - один танк, несколько БМП (или БТР) и легковых машин на контрастном фоне (снег и кусок леса) с высоты 400 м - для начала обучения неожиданно очень даже неплохо :) .
Окружение: микрокомп Raspberry Pi3 B, ускоритель Intel Movidius, ОС - Ubuntu 16.4, нейросетевой SDK TensorFlow (конкретно - сеть на базе inception_v1), SDK ускорителя, OpenCV для Python 3.
Результаты - вся "крупная" техника найдена (так как критерий по этой технике пока один - "ТАНК", то сеть так и записала всю технику в "ТАНКИ"). Мелкие авто почему-то совсем проигнорировала, а лес назвала "ГОРЫ". Время < 100 мс:
Tanks.png
Tanks.png (210.49 КБ) 368 просмотров

adiagnost
Автор темы
Сообщения: 408
Зарегистрирован: 04 май 2015, 15:46
Пол: мужской
Поблагодарили: 99 раз

Автономный квадрокоптер

#47

Непрочитанное сообщение adiagnost » 13 ноя 2018, 13:35

Добавлю - потребляемый ток всей системы распознавания (микрокомп + ускоритель) < 1А, при напряжении 5 В, получаем мощность 5 Вт. Это где-то около 20 Гфлопс на 1 ватт. Поменьше, чем требования Дарпа, но, если учесть, что у них - целая научно-исследовательская система, включающая институты, полигоны, фирмы-разработчики и проч., то, считаю, для "полутора калек" (это я про нас :) ) вполне неплохо.
Куда двигаться дальше? С конкретным проектом понятно - будем "натаскивать" сеть, ещё кое-что припасено "в рукаве", позволяющее увеличить производительность в разы..
А вообще, сейчас перспективные разработки в подобном плане основываются на интегрированной структуре - "один чип" (вот и у Дарпы такое же требование). Имеется ввиду уже существующие синтезированные ядра "два в одном" - и видео с её CUDA и процессор, или процессор и ПЛИС и т.д. У них значительно ниже удельное потребление энергии, соответственно, - выше удельная производительность. К тому же в плане непосредственно разработки они предоставляют гораздо больше возможностей.
Сейчас подбираем такой чип.

adiagnost
Автор темы
Сообщения: 408
Зарегистрирован: 04 май 2015, 15:46
Пол: мужской
Поблагодарили: 99 раз

Автономный квадрокоптер

#48

Непрочитанное сообщение adiagnost » 15 ноя 2018, 10:01

Как-то так получилось, что проект у нас воплощается в стиле "автономного ударного дрона" :)
Чтобы уже совсем соответствовать "высокому" званию, параллельно изучаем и применим-таки технологию стелс - на основе "оферриченного" неопренового каучука в покрытии. Это самый приемлемый вариант по критериям "доступность - достаточность для небольших размеров - стоимость".
Помимо радиолокационной невидимости, это также даст дополнительную нехилую защиту от мощных ЭМИ (электромагнитных излучений), посланных условным врагом 8) для выведения электроники на борту из строя.
Ну, и, конечно, пиксельная раскраска :)

Отправлено спустя 28 минут 46 секунд:
Вот тут рекламируют радар для дронов, работающий на частоте 76 ГГц:
http://dronedetection.dokltd.ru/#
По прикидочным расчетам при покрытии толщиной в 1 мм, можно просто летать от радара в паре десятков метров, а он будет "слеп" :)

adiagnost
Автор темы
Сообщения: 408
Зарегистрирован: 04 май 2015, 15:46
Пол: мужской
Поблагодарили: 99 раз

Автономный квадрокоптер

#49

Непрочитанное сообщение adiagnost » 15 ноя 2018, 12:12

На настоящий момент имеем:
- аппарат взлетал на высоту не более 5 м (в ангаре) в конфигурации "только полетный контроллер", управление - по wi-fi с ноутбука - настроена прошивка;
- система видеораспознавания разрабатывается отдельно, сеть обучается по "надерганным" с нета картинкам (коих катастрофически не хватает);
- ПЛИС использоваться не будут - в принципе, мы это отработали, далее - мало эффекта при существенном увеличении веса;
- датчику тепла (мини-тепловизору) нашлось применение в системе навигации - в условиях подавления GPS-сигнала и жесткого ЭМИ (когда компас также перестает работать) - ноухау - потому подробно не расписываю;
- квадрокоптер имеет несколько конфигураций: полностью управляемый (по радиоканалу на расстояние до 1,5 км), частично управляемый только на старте, полностью автономный полет, управление маленьким коптером по wi-fi;
- в основном разработаны чертежи корпуса отсека оборудования для 3Д-принтера (не до конца - есть ещё неопределенные пока моменты);
- основные "мозги" автономии - кластер из двух миникомпов;
- датчики полетного контроллера: акселерометр-гироскоп, компас, барометр-высотомер, GPS-навигатор, ультразвуковой датчик расстояний;
- датчики, используемые помимо полетного котроллера (т.е., связанные напрямую с миникомпами): датчик горизонтальной скорости, лазерный датчик расстояний;
- активное оборудование: система передачи видео с fpv-камеры, wifi, gprs(GSM), radio-channel, лазер 0,8 Вт (зеленый), лазер 0,4 Вт (невидимый диапазон).

Характеристики:
- высота полета - до 2 км;
- скорость горизонтальная - до 60 км/ч;
- максимальное время работы (от 2-х аккумуляторов) - 25 мин.
- максимальная дальность полета (с возвратом) - до 10 км.
- грузоподъемность - 1 кг.

Возможности (максимальные):
- получение целеуказания на старте с помощью спец. ПО ("супер" - ноухау);
- полностью автономный полет в условиях активного противодействия по радио- обнаружению, радио- подавлению, подавлению сигналов от спутников GPS, установки заградительных помех (ноухау);
- обнаружение и распознавание заданных ранее целей (тоже можно сказать ноухау);
- выполнение задачи (например, - сфотать обнаруженного и распознанного котика :) );
- возврат на исходную позицию.

Сейчас основная загвоздка - в первом пункте "Возможностей" (хотя это из разряда "Уже и так хорошо, но хочется больше"):
утрированно - такого ещё никто не делал - как бы так описать "словами" (имеется ввиду в спец. ПО) какого-то конкретного "условного котика", чтобы, указав возможный "ареал его обитания", дрон обнаружил то что нужно и "сфотался" с котиком на память.. :)
Определенные наработки в этом плане есть, но туго с формализацией задач и самых разных "котиков"...

Отправлено спустя 29 минут 16 секунд:
забыл добавить к характеристикам:
- удельная производительность по сверточным нейросетям при распознавании объектов - до 20 гигафлопс/Ватт

adiagnost
Автор темы
Сообщения: 408
Зарегистрирован: 04 май 2015, 15:46
Пол: мужской
Поблагодарили: 99 раз

Автономный квадрокоптер

#50

Непрочитанное сообщение adiagnost » 01 дек 2018, 18:56

Вышли на нас "серьезные люди" - пригласили на выставку в Москве. Будем серьезно готовиться - придется несколько "подкорректировать" формат под "модный" нынче тренд - дрон с вертикальным взлетом + возможность летать "на крыле"...

Аватара пользователя
Дионис
Сообщения: 25595
Зарегистрирован: 15 сен 2013, 16:04
Пол: мужской
Езжу на: двустоповый опорно-двигательный аппарат
Благодарил (а): 10882 раза
Поблагодарили: 1822 раза
Контактная информация:

Автономный квадрокоптер

#51

Непрочитанное сообщение Дионис » 01 дек 2018, 22:33

было бы странно, если бы вами не заинтересовались ))
У меня нет принципов — приспособляемость ко всему вот мой принцип.
У меня нет закона — самосохранение мой закон.
У меня нет ни жизни, ни смерти — вечность для меня жизнь и смерть.

adiagnost
Автор темы
Сообщения: 408
Зарегистрирован: 04 май 2015, 15:46
Пол: мужской
Поблагодарили: 99 раз

Автономный квадрокоптер

#52

Непрочитанное сообщение adiagnost » 02 дек 2018, 07:52

Дионис писал(а):Источник цитаты было бы странно, если бы вами не заинтересовались ))

Собственно, можно уже было принимать участие в выставках и с "половиной" того, что у нас есть на настоящий момент. Уже даже наметили, в каких.
Но тут было предложено несколько с "другого" серьезного ведомства :) Оттуда и были высказаны пожелания о возможностях полета на крыле. И даже компоновку возможную перспективную подсказали. Действительно прикольно - при всех возможностях "обычного" коптера (т.е., вертикальный взлет и полет "без крыльев") добавляется ещё:
1. Возможность сверхнизкого полета над поверхностью (грунт, вода) с низким энергопотреблением (50%) при помощи эффекта воздушной подушки - соответственно, добавляется возможность абсолютно скрытного передвижения к цели на бОльшие расстояния.
2. Возможность зависания в режиме "воздушного змея" также с низким энергопотреблением (до 25% от полной мощности - только на коррекцию положения).
3. Увеличение скорости полета в режиме самолета до 1,5 раз (до 90 км/ч), как следствие - бОльшие максимальные расстояния работы.
4. Моментальное переключение режимов коптера и самолета в любое время (например, в полете, или даже на старте - может стартануть как коптер вертикально, а может как самолет - с пробегом, набрав существенную скорость в начале и т.д.)
5. Предложенная компоновка предполагает полное отсутствие каких-либо рулей, элеронов и проч. "ботвы" с тягами. Управление в самолетном режиме также за счет четырех винтов, разнесенных в пространстве конструкции (два сверху, два снизу крыла, на старте - крыло по 45 град. к земле, движки - спереди крыла, где-то на 3/4 продольных размеров крыла вынесенные вперед). Даже название проекта "само собой" образовалось, от возможности зависания в режиме "воздушного змея" и вида общей конструкции - КОБРА. :)
6. И, да - возможность быстрой отстыковки-пристыковки крыла (т.е., два основных режима - без крыла, как обычный коптер (только несколько вытянутый), и с крылом)
Тут трудность будет заключаться в подборе более-менее точной формы и размеров крыла - в плане нахождения оптимума для полезного функционала, с другой стороны - мешающего эффекта ветровой нагрузки. Пока же примерно видится крыло площадью не более 0,25 кв. м. (грубо - 0,5 х 0,5 м) Материал - проклеенный стеклотканью пенопласт.
Что касается реальной "серьезности" проекта - это будет в любом случае только "переходный" отладочный проект, так как в "заинтересованном" ведомстве используются только отечественные наработки - начиная от чипов - всяких "эльбрусов и проч.", заканчивая своими операционками. Правда, не знаю, насколько это вообще осуществимо с нашей элементной базой? Например, чтобы добиться более-менее серьезной производительности по распознаванию, необходимы специализированные чипы, - производят ли их у нас? На "худой конец" - хотя бы использовать вент. матрицы (плиски), тоже неясно, по-крайней мере, я не слышал об отечественном производстве с достаточными характеристиками..

Отправлено спустя 13 минут 11 секунд:
насколько понимаю, что-то делается все же:
https://sdelanounas.ru/blogs/28247/
но 180-ти нанометровые технологии - это, конечно, "круто" :)

Аватара пользователя
Александр_М
Сообщения: 2570
Зарегистрирован: 08 июл 2017, 13:54
Благодарил (а): 295 раз
Поблагодарили: 127 раз
Контактная информация:

Автономный квадрокоптер

#53

Непрочитанное сообщение Александр_М » 02 дек 2018, 11:12

прям гордость берет за таких людей!
вот кому надо направлять гранты, а не ЧубайсоНано.

adiagnost
Автор темы
Сообщения: 408
Зарегистрирован: 04 май 2015, 15:46
Пол: мужской
Поблагодарили: 99 раз

Автономный квадрокоптер

#54

Непрочитанное сообщение adiagnost » 02 дек 2018, 17:15

Александр_М писал(а):Источник цитаты
вот кому надо направлять гранты, а не ЧубайсоНано.


Гранты - это вряд ли. Их дают под определенные научно-исследовательские ресурсы, коих у нас "кот наплакал" :)
Тут важно, что, например, тот же восьмиклассник, который упорно занимается и будет представлять данный проект, ещё ДО поступления в ВУЗ будет иметь нехилый багаж знаний, и быть, как минимум, лауреатом конкурсов-выставок, то есть, не "оторванным" от практики применения теоретических знаний.
И, да - такие проекты заставляют изучать "расширенно" - помимо программирования (которое тоже - в разных не то что языках, а даже под разные сущности - ОС, ПЛИС, контроллеры), ещё и физику, даже где-то химию и проч. естественные науки...

adiagnost
Автор темы
Сообщения: 408
Зарегистрирован: 04 май 2015, 15:46
Пол: мужской
Поблагодарили: 99 раз

Автономный квадрокоптер

#55

Непрочитанное сообщение adiagnost » 08 дек 2018, 08:28

Вот где "гранты"! - пилить - не перепилить :) :
https://ren.tv/novosti/2018-12-08/razrabotchiki-nazvali-vozmozhnye-prichiny-padeniya-prototipa-aerotaksi-v-skolkovo?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop
По инсайдерской информации - перегрузили балластом сильно, но "достижения" это не умаляет..


Вернуться в «Увлечения»