Máy bay không người lái dựa vào những nguyên lý nào để tránh chướng ngại vật?
Máy bay không người lái (drone) có thể “nhìn thấy” đường dây điện bằng cách nào? Thực tế, chúng không nhìn thấy bằng mắt thường mà bằng công nghệ LiDAR (Light Detection and Ranging) để “đo khoảng cách”. Owleye sẽ phân tích chi tiết về giải pháp dựa trên thiết bị Livox MID-360.
LiDAR hoạt động như con mắt thứ ba của drone, chịu trách nhiệm nhận biết môi trường xung quanh, đặc biệt là các chướng ngại vật nhỏ như đường dây điện, cành cây và cột điện. Nhiều người tin rằng việc tránh chướng ngại vật của drone chủ yếu dựa vào camera. Tuy nhiên, trong các tình huống kiểm tra thực tế, đường dây điện thường mỏng, có độ phản xạ yếu, và nền thường là bầu trời, núi hoặc rừng, khiến camera dễ bỏ sót chúng.
Có thể bạn quan tâm.
LiDAR hoạt động khác biệt. Nó chủ động phát ra tia laser 905nm, chiếu vào vật thể, sau đó nhận tín hiệu phản xạ. Hệ thống tính toán khoảng cách đến từng điểm dựa trên sự khác biệt về thời gian giữa chu kỳ phản xạ của ánh sáng. Nói một cách đơn giản quy trình của LiDAR sẽ được thực hiện qua các bước: phát tia laser → gặp tín hiệu phản xạ (ví dụ từ đường dây điện) → nhận tín hiệu phản xạ → tính toán khoảng cách → tạo đám mây điểm → bộ điều khiển bay đánh giá rủi ro.
Do đó, những gì LiDAR nhìn thấy không phải là một bức ảnh thông thường, mà là một bản đồ đám mây điểm ba chiều được tạo thành từ vô số điểm khoảng cách.
Chìa khóa của MID-360 nằm ở khả năng quét không lặp lại và nhận thức 360°. Nó không chỉ nhìn chằm chằm vào một hướng, nó liên tục quét không gian xung quanh, cho phép máy bay không người lái có được sự hiểu biết đầy đủ hơn về môi trường của nó.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với việc kiểm tra đường dây điện, bay trên núi và hoạt động ở độ cao thấp trong các thành phố có nhiều vật cản và chi tiết phức tạp. Bởi vì những chướng ngại vật thực sự nguy hiểm thường không phải là những mục tiêu rõ ràng như các tòa nhà, mà là những chi tiết tưởng chừng như không đáng kể như đường dây điện, dây cáp, cành cây và mép cột.
Tất nhiên, LiDAR không phải là thuốc chữa bách bệnh. Bề mặt phản chiếu cao, mưa và sương mù, các mục tiêu cực nhỏ và khoảng cách quá xa đều có thể ảnh hưởng đến hiệu suất nhận dạng của nó.
Do đó, trong các hoạt động chuyên nghiệp, LiDAR, camera quan sát, RTK và thuật toán điều khiển bay thường được sử dụng kết hợp.
Tóm lại: máy bay không người lái không “nhìn thấy” đường dây điện, mà sử dụng tia laser để liên tục đo không gian xung quanh, biến những chướng ngại vật nhỏ thành các điểm trong đám mây điểm, sau đó được đưa vào hệ thống điều khiển bay để đưa ra quyết định tránh chướng ngại vật. Đây là lý do tại sao máy bay không người lái công nghiệp ngày càng phụ thuộc vào LiDAR.