Skydio R1: автономный дрон с продвинутой системой избегания препятствий

Skydio R1: автономный дрон с продвинутой системой избегания препятствий

О разработчике

Skydio R1 – это результат долгой и кропотливой работы, команды, в которую вошли дипломированные специалисты Массачусетского технологического института в области авиации и робототехники, а также мировые эксперты в области ИИ (Искусственный интеллект (ИИ); англ. Artificial intelligence, AI) и робототехники, успевшие зарекомендовать себя в таких крупных компаниях как Google, Apple, Tesla и Oculus.

  • Основателями компании Skydio являются Adam Bry, Abe Bachrach, and Matt Donahoe.
  • Компанию поддерживают такие инвесторы как: a16z, Accel, IVP, Playground, NVIDIA, Kevin Durant, Naval Ravikant, Elad Gil, Padma Warrior, Justin Timberlake, Magic Johnson.

Избегание препятствий

До появления беспилотника R1 самой практичной системой избегания препятствий оснащались БЛА компаний: DJI Innovations и Yuneec. Совсем недавно DJI подняла планку в этом направлении посредством системы FlightAutonomy 2.0 реализованной на квадрокоптере Mavic Air. Казалось бы, что может быть лучше того, что мы уже имеем? На этот вопрос показательно ответили разработчики Skydio, представив свою передовую технологию избегания препятствий под названием — Skydio Autonomy Engine.

Skydio Autonomy Engine

Skydio R1 избегает препятствия на совершенно новом уровне. Для создания 3D карты окружающего мира, в которую входят деревья, люди, здания и многое другое, R1 использует 12 камер встроенных в раму дрона. Для оперативной обработки в режиме реального времени поступающей визуальной информации была применена топовая полнофункциональная платформа вычислений для искусственного интеллекта – Nvidia Jetson TX1 построенная на 256-ядерном графическом процессоре, та, что используется в современных автомобилях с автопилотом.

Как это работает?

Первый шаг в автономном полёте — это заставить дрон понимать, где он находится в окружающей среде и как он перемещается. Это стало возможно благодаря трехмерному изображению, в котором в качестве маркеров выступают области с высокой текстурой. Благодаря триангуляции становится возможным рассчитать положение дрона.

*компьютерное зрение R1

Следующим шагом в обработке является создание трехмерного понимания окружающего мира вокруг беспилотника. Для этого Skydio R1 вычисляет глубину стереоизображения поступающего с каждой пары камер, которые впоследствии объединяются, создавая плотное трехмерное понимание окружающего мира.

Со слов одного из основателей — Адама Брея (Adam Bry) — дрон использует комбинацию глубоких нейронных сетей чтобы распознавать окружающих его людей. Дрон знает, как выглядят люди и создаёт визуальный идентификатор для каждого человека в отдельности, чтобы впоследствии он смог сосредоточиться на правильном объекте.

Система планирования перемещения дрона превращает всю полученную информацию об окружающей среде в корректное поведение, позволяя тем самым, сбалансировано избегать препятствия, удерживая объект в кадре, захватывая потрясающее плавное видео, а также прогнозировать перемещение беспилотника (наперёд до 4 секунд) исходя из перемещения объекта, за которым ведется следование.

*Изображение сверху: компьютерное зрение R1 в режиме прогнозирования. Изображение снизу: обычный вид с камеры.

Adam Bry отметил, что, несмотря на всю интеллектуальность дрона все же существуют ситуации, когда беспилотник может столкнуться с трудностями. Например, тонкие провода или ветви могут быть трудно различимы, стеклянные поверхности или толпы людей также могут ввести в замешательство беспилотник. Если R1 не сможет понять, что ему делать дальше, он сразу сообщит об этом через смартфон, которым осуществляется контроль.

Комплектация

Спецификация

Дрон

Брэнд:
Skydio

Модель:
R1

Размеры:
33.02 × 40.64 × 2.54см

Вес:
998грамм

Время полёта:
16мин (в комплекте два АКБ)

Макс.скорость:
40км/ч

Камера

Режимы видеосъемки:
4К при 30 кадр/с; 1080p при 30, 60кадр/с;

FOV:
150°

Память:
64Гб встроенная (1.5часа для 4К и 4.5 часа для 1080p при 30кадр/с)

Стабилизация:
2-осевая механическая (1 axis flight control)

Компьютер

GPU:
256-ядерный графический процессор Nvidia Jetson

CPU:
4-ядерный 64-битный процессор ARM

RAM:
4Гб

Сенсоры

Навигация:
12 камер для всенаправленного зрения

Съемка:
1 камера для пользовательской съемки

IMU:
4

FPV

Разрешение видеолинка:
720p при 15 кадр/с

Расстояние Wi-Fi удаления:
90 метров (в зависимости от смартфона)

Режимы следования

Skydio R1 имеет в арсенале 5 режимов интеллектуального следования:

Follow

Lead

Side

Orbit

Tripod

Камера

Skydio R1 получил 4К камеру (4k при 30кадр/с; 1080p при 30,60кадр/с; FOV 150°), подвешенную на 2-осевом механическом подвесе.

Время полёта

Согласно спецификации время полёта составляет 16 минут. По умолчанию в комплекте идут сразу две АКБ.

Материалы исполнения

R1 изготовлен из аэрокосмических материалов, включая легкий алюминий и углеродное волокно.

Управление

Полноценный контроль над дроном может быть реализован посредством смартфона через приложение «Skydio». Для владельцев Apple Watch доступна возможность отдавать команды R1 непосредственно с умных часов, исключая тем самым необходимость каждый раз доставать смартфон.

Цена

Skydio R1 уже доступен к покупке на официальном сайте разработчика по цене — 1999$.

Дополнительные аксессуары:

  1. Комплекта зарядки – 124$
  2. Дополнительный АКБ – 149$
  3. Дополнительного сет несущих винтов — 29$
  4. Транспортировочный рюкзак — 129$

Видео

Видео с дроном Skydio R1.