UAV หลบหลีกสิ่งกีดขวางด้วยกล้อง 1 ตัวและระบบประสาทเทียม

นักวิจัยจาก Cornell University พัฒนากระบวนการให้ quadrotor ตรวจหาและหลบหลีกสิ่งกีดขวาง โดยใช้ภาพเพียง 1 ภาพ จากกล้องเพียง 1 กล้อง คำอธิบายนี้อาจฟังดูยาก มาดูก่อนว่าเดิมทีนั้นการตรวจจับสิ่งกีดขวางบนอากาศยานไร้คนขับทำกันอย่างไร วิธีที่ใช้กันมากวิธีหนึ่งคือการใช้กล้องคู่ (stereovision) จำลองการมองเห็นเป็น 3 มิติแบบตามนุษย์ แต่วิธีนี้จะใช้ได้ดีเมื่อกล้องทั้ง 2 ตัวมีระยะห่างกันมาก ๆ และมีปัญหาในการตรวจจับวัตถุที่มีลวดลายมาก ๆ หรือสะท้อนแสง อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ laser range finder เพื่อวัดระยะของสิ่งกีดขวาง เซนเซอร์ประเภทนี้มี 2 ประเภทย่อย คือ ชนิดที่ออกแบบมาให้ทำงานในร่ม (เช่น Kinect) ถ้าออกนอกอาคารจะโดนแสงรบกวนได้ อีกชนิดคือออกแบบมาให้ทำงานกลางแจ้ง จะมีน้ำหนักมาก จะเห็นได้ว่า การให้ UAV ตรวจจับสิ่งกีดขวางไม่ใช่เรื่องง่ายเลย เล่ามาซะยาว มาดูว่านักวิจัยกลุ่มนี้ทำอย่างไร นักวิจัยกลุ่มนี้เลือกใช้กล้องเพียง 1 ตัว เพราะมีน้ำหนักเบาพอ และใช้พลังงานน้อย พอที่จะใช้งานบน UAV ได้ ภาพจากกล้องจะถูกส่งให้ฮาร์ดแวร์ที่ทำหน้าที่เหมือนระบบประสาทในสิ่งมีชีวิต (neuron network) เพื่อวิเคราะห์ การใช้ฮาร์ดแวร์มาประมวลผลแทนการใช้ซอฟต์แวร์ทำให้ประมวลผลแบบขนาน (parallel processing) ได้และใช้พลังงานต่ำ ในการวิเคราะห์จะใช้หลักเกณฑ์ว่า สิ่งที่ดูพุ่งขึ้นจากพื้นคือสิ่งกีดขวาง ลองดูวิดีโอการทดสอบได้ท้ายข่าวครับ หรือใครอยากอ่านรายละเอียดงานวิจัยก็อ่านได้จากเปเปอร์นี้ครับ

งานวิจัยนี้ถูกนำเสนอในการประชุมวิชาการ IROS 2012 ที่ประเทศโปรตุเกสในชื่อ “Low-Power Parallel Algorithms for Single Image based Obstacle Avoidance in Aerial Robots” โดย Ian Lenz, Mevlana Gemici, และ Ashutosh Saxena จาก Cornell University

ภาพและที่มา IEEE Spectrum Automaton

LINE it!