Автономный дрон гонится за человеком по лесу без GPS, карт и облачных серверов

Многие серийные дроны умеют следовать за велосипедистом по лесной тропе, но почти все они полагаются на GPS для определения своего положения. В лесу такой подход работает плохо – густые кроны деревьев ослабляют и искажают спутниковый сигнал. Лаборатория Университета Пердью показала квадрокоптер, который преследует человека среди деревьев вообще без GPS.

Видео длительностью 44 секунды профессор компьютерных наук Аникет Бера опубликовал в LinkedIn в прошлую пятницу, 23 октября. На записи дрон из его лаборатории IDEAS Lab лавирует между стволами и удерживает бегущего человека в кадре. Все вычисления выполняет бортовой компьютер, заранее составленной карты леса у аппарата нет.

Отказ от облачных вычислений Бера объясняет просто. Дрон, который резко закладывает вираж вокруг тонкой ветки, не может ждать ответа от удаленного сервера – даже небольшая задержка грозит столкновением. Обработка данных на борту заодно исключает потерю связи как фактор риска.

Отдельная сложность в том, что человек постоянно скрывается за стволами деревьев. Для таких ситуаций в посте Беры упоминается модуль предсказания окклюзий, то есть перекрытия объекта препятствиями. Пока цель не видна, дрон прогнозирует траекторию ее движения и продолжает погоню, пока человек снова не появится в поле зрения.

Навигация без спутников интересует не только исследователей. Вооруженные силы США активно вкладываются в подобные технологии автономности, и в ноябре 2025 года Университет Пердью сообщил о пятилетнем контракте на 1,5 миллиона долларов между Исследовательской лабораторией армии США и лабораторией Беры. Деньги выделены на создание дронов и наземных роботов, способных ориентироваться на враждебной местности без спутниковой навигации, но в посте не уточняется, финансировались ли лесные испытания из этого контракта.

В той же публикации Бера заявил, что его команда разработала все уровни дрона с нуля, от рамы из углеволокна, напечатанной на 3D-принтере, до программного обеспечения на чипе. Однако издание DroneXL заметило графики, наложенные на видео. Планировщик движения на них подписан как SUPER, а данные о высоте – как FAST-LIO.

Оба названия принадлежат опенсорсным разработкам лаборатории MaRS Гонконгского университета. FAST-LIO – это алгоритм лидарно-инерциальной одометрии, определяющий положение аппарата в пространстве за счет объединения данных лидара и инерциального датчика. SUPER – название собственного дрона гонконгской лаборатории с навигацией по лидару.

В начале 2025 года команда MaRS опубликовала статью в журнале Science Robotics, где SUPER пролетал через незнакомую местность со скоростью более 20 метров в секунду, или около 72 километров в час. Спустя несколько недель лаборатория бесплатно выложила в открытый доступ файлы конструкции рамы. В комплект вошли чертежи деталей для 3D-печати и пластин из углеволокна.

Гонконгская лаборатория в посте Беры не упоминается, хотя на странице кода SUPER есть просьба ссылаться на научные статьи команды всем, кто использует разработку в своей работе. На странице публикаций IDEAS Lab статьи о лесной демонстрации тоже пока нет.

Желающие собрать похожий дрон уже сейчас могут бесплатно скачать код SUPER с GitHub. Гонконгская лаборатория опубликовала и аппаратный комплект с полным перечнем компонентов, среди которых:

• лидар Livox Mid-360, устанавливаемый сверху

• мини-ПК Intel NUC для работы программного обеспечения

• детали рамы для печати на 3D-принтере

• пластины из углеволокна

Получается, технологии автономного полета в сложной среде без GPS доступны уже не только крупным лабораториям, но и энтузиастам. Открытые наработки MaRS позволяют повторить базовую конструкцию, лежащую в основе подобных систем.