Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Виброотдача позволила перчатке для управления дроном обозначить препятствия

EPFLLIS / YouTube

Швейцарские инженеры создали интерактивную перчатку для управления дроном. Она отслеживает движения руки, что позволяет дрону повторять их, а дрон отслеживает препятствия вокруг и при приближении к ним дает перчатке команду на вибрацию с соответствующей стороны руки. Препринт статьи, которая будет представлена на конференции ICRA 2020, опубликован на arXiv.org.

Большинство дронов имеют одинаковую схему управления: к ним прилагается пульт с двумя стиками, один из которых управляет движением дрона в горизонтальной плоскости, а второй отвечает за движение вдоль и вокруг вертикальной оси. Разделение управления на две части делает его неинтуитивным и зачастую новички поначалу испытывают проблемы при управлении квадрокоптерами.

Исследователи уже предлагали в качестве решения этой проблемы систему, позволяющую управлять дроном с помощью наклонов тела в ту или иную сторону. А до этого в 2016 году американский инженер адаптировал старую перчатку Nintendo Power Glove для управления дроном движениями руки, что удобнее, чем задействовать для управления все тело. Однако обе разработки лишь дают команды дрону, но не дают обратную связь от дрона оператору.

Маттео Маччини (Matteo Macchini) со своими коллегами из Федеральной политехнической школы Лозанны создал прототип перчатки, которая реализует двухсторонную связь между дроном и его оператором. Она представляет собой тканевую перчатку, на которой закреплена площадка с инфракрасными маркерами в области запястья, и виброактуаторы. Инфракрасные маркеры позволяют точно и быстро (с частотой 120 герц) отслеживать положение и ее наклон. Такие же маркеры есть и на дроне и выполняют они ту же роль.


На перчатке закреплены шесть виброактуаторов. Они расположены так, чтобы своей вибрацией показывать направление, по которому дрон приближается к препятствию: если препятствие снизу, то вибрирует актуатор в нижней части ладони, если справа, то в правой части и так далее. При этом по мере приближения вибрация нарастает. За отслеживание расстояния до препятствий в дроне отвечает набор из шести лазерных дальномеров, направленных вдоль координационных осей.

Пользователь с такой перчаткой может управлять дроном, двигая руку в нужную сторону, а дрон будет повторять движение. Для того, чтобы дрон мог пролетать большое пространство, при передаче команд от руки к нему расстояние масштабируется в восемь раз. Но этого все равно недостаточно, чтобы облетать весь испытательный полигон, поэтому пользователь держит в руке компьютерную мышку, нажимая на которую он может отключать передачу команд, чтобы передвинуть руку обратно и снова включить.

Авторы проверили эффективность перчатки на добровольцах. В трех экспериментах использовались виртуальные и реальные трассы с препятствиями и комбинации из разных способов управления: пульт и перчатка без виброотдачи или с виброотдачей. Результаты показали, что перчатка с работающей виброотдачей значительно уменьшает частоту столкновений с препятствиями.

Существуют и другие альтернативные пульты управления для дронов. Например, мы рассказывали про два контроллера, позволяющих управлять дроном с помощью наклонов. Один из них представляет собой единый контроллер, а второй состоит из контроллера и кольца.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.