룰렛 돌리기 크기를 모니터링하기 위해 드론 사용

2020 년 2 월 28 일

ECE/MIE 교수 Hanumant Singh는 해양 드론을 사용하여 크기를 모니터링하기 위해 룰렛 돌리기의 고해상도 3D 사진을 찍는 방법을 개발했습니다.

트랙에서 룰렛 돌리기을 멈추는 방법

작은 바다 로봇을 사용하여 북동부 연구원들은 그린란드의 Sermilik Fjord에서 룰렛 돌리기 고해상도 모델을 생산했습니다. 사진 제공 Hanumant Singh

녹는 룰렛 돌리기이 바다에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 결정하기 위해 카약 크기의 로봇은 북대서양의 물에서 방대한 얼음이 표류하고 회전하는 거대한 덩어리를 막았습니다.

또는 적어도 그게Hanumant SinghSermilik Fjord에 룰렛 돌리기의 날카로운 3D 맵을 렌더링하기 위해 로봇 알고리즘에 고려되었습니다.

과학자들은 그린란드 빙상에서 룰렛 돌리기이 부러지는 룰렛 돌리기이 기후 변화에 대한 반응으로 빠르게 녹고 있다는 것을 알고 있지만, 녹는 시간에 대한 세부 사항은 여전히 불분명하다. 노스 이스턴의 전기 및 컴퓨터 공학 교수 인 Singh는이 문제가 일정한 움직임으로 큰 얼음 조각을 측정하는 방법을 알아내는 것입니다.

“이해가 잘되지 않습니다.”라고 그는 말합니다. "룰렛 돌리기은 움직이고 하루에 약 10km 떨어진 빠르게 움직이고 있습니다."

룰렛 돌리기 모양과 표면의 녹는 속도, 정확한 측정 속도에 대한 구체적인 아이디어를 얻으려면 시간이 지남에 따라 비교해야합니다. 그러나 끊임없는 움직임으로 물체를 매핑하는 것은 로봇의 아킬레스 힐입니다.

자율 드론에서 일하는 엔지니어들은 종종이 도전에 맞서게됩니다. 로봇은 효과적이고 자율적으로 움직일 수 있도록 환경을 스캔하고 매핑해야하기 때문입니다. 싱크는 말한다. 말한다.

“많은 시간이 일어날 일은 로봇을 가질 수 있고 건물을 아름답게 매핑 할 것입니다.”라고 그는 말합니다. "하지만 사람들이 움직이고 로봇은 환경에서 정적 기능을 사용하고 있기 때문에 완전히 잃어 버립니다."

물에서 다르지 않습니다. 움직이는 대상에 대한 로봇의 측정은 쉽게 왜곡되고 수정하기 어려울 수 있습니다.

Singh는 원격 및 수중 환경을위한 드론 시스템 엔지니어 인 Singh는 로봇이 주위를 탐색하고 맵핑함에 따라 룰렛 돌리기의 움직임을 설명하는 계산으로 그 도전을 해결하는 것이 그의 목표를 만들었습니다. 다시 말해, 그는 수학을 많이 가지고 움직임을 얼립니다.

원격 환경을 탐색하기위한 드론 시스템 엔지니어링에 중점을 둔 Singh의 팀은 자체 비행 드론을 통합하여 다른 로봇과 과학자들을 지원합니다. Matthew Modoono/Northeastern University의 사진

최근종이, Singh 및 연구 팀은 Sermilik fjord에 떠 다니는 12 명의 룰렛 돌리기의 움직임을 교정하는 데 사용한 기술과 알고리즘을 설명합니다.

룰렛 돌리기 알고리즘의 3D 재구성은 얼음의 지오메트리와 릴리프의 고해상도 세부 사항을 보여 주며, 이는 때때로 바다 드론으로 인해 생 이미지를 찍어도 캡처하는 것이 불가능합니다. 싱크는 실제 얼음과 비교할 때이 모델의 정확도가 매우 가깝습니다.

“몇 센티미터 이내에, 아마도 10”이라고 그는 말합니다.

그것은 지구의 얼음이 얼마나 빨리 사라지는지를 결정하려는 과학자들에게 오랫동안 기한이 지났고, 그 변화가 어떻게 지구의 나머지에 영향을 미칠지를 결정하려고하는 세부 사항 수준입니다.
룰렛 돌리기이 녹을 때, 수많은 담수가 바다로 안내되고 있습니다. 장기적으로, 그러한 변화하는 해양 역학은 전 세계의 물이 흐르고 순환하는 방식을 방해하여 필수 열과 영양소를 추운 열과 온화한 생태계 모두로 운반 할 수 있습니다..

우리의 역할은 매핑 이었지만 다른 공동 저자는 데이터에 관심이 있습니다. "라고 Singh는 말합니다. "그들은 모두 물리적 해양 작가이며 실제로 담수에서 일어나는 일, 이러한 룰렛 돌리기이 녹고있는 방법, 기후 변화의 영향을받는 방법에 대한 모델을 만드는 데 사용합니다.".

간단히 말해서 Singh의 로봇 시스템은 카메라 일뿐입니다. 싱은 바다 로봇이 비싸기 때문에 전통에서 벗어난 것이라고 말했다.

카메라를 사용하여 로봇은 물 위에 노출 된 룰렛 돌리기 부분의 원시 이미지를 가져옵니다. 그런 다음 로봇은 해당 사진을 사용하여 룰렛 돌리기 주변에서 전략적으로 탐색하고 소나 센서가 침수 된 얼음의 고품질 측정을 수행하도록 도와 주어 얼음 구조의 90 % 이상을 차지합니다..

“우리는 상단에 룰렛 돌리기 전체의 3 차원 모양을 얻은 다음이를 탐색으로 사용하여 하단의 내용을 수정할 수 있습니다.”라고 Singh은 말합니다. "이 데이터는 넓은 겹치며 미국 탐색을 제공하여 다른 센서를 수정할 수 있습니다.".

그린란드와 같은 위치에서 조명은 밝은 배경에 대해 크고 반짝이며 대부분 흰 얼음의 이미지를 캡처하기가 어렵습니다. 또한 흐리고 어두울 때 포착하기 어려운 환경입니다. 카메라는 룰렛 돌리기의 색상과 하늘의 회색 혼합을 구별하기 위해 노력합니다.

“당신은 피요르드에 있습니다. 그래서 우리가 완전히 무시하고 싶은 물 에이 사이트 와이 조각들을 가지고 있습니다.”라고 Singh은 말합니다.

룰렛 돌리기 근처에 얼마나 위험한지는 말할 것도 없습니다.

수십 년 동안 연구원들은 룰렛 돌리기과 가까이서 개인적으로 일어나기 위해 고군분투 해 왔습니다. 이 얼음 형성은 대형 주차장보다 여러 배나 더 클 수 있으며, 룰렛 돌리기이 캡즈 크기 또는 부러지면 위험 할 수있는 물 위와 물 아래에서 얼음을 튀어 나옵니다..

그것은 영리하지만 상대적으로 저렴한 드론을 사용하는 요점이라고 Singh은 말합니다. 로봇are소모품, 때로는 사람들이 할 수없는 위험을 감수 할 수 있습니다.

“당신은 작은 보트 에서이 물건 바로 옆에 서있는 사람이 측정하고 싶지 않습니다.”라고 그는 말합니다. "당신이 가까운 곳에 있고이 일이 뒤집히면 당신을 데려 갈 것입니다."

Singh는 기후 변화를 이해하는 것이 그의 로봇이 할 수있는 가장 좋은 일 중 하나라고 말합니다. 여기에는 산호초 및 고고 학적 유적지와 같은 환경을 연구 한 캠페인 목록이 포함됩니다.

“우리는 엔지니어링을위한 엔지니어가 아닙니다.”라고 Singh은 말합니다. “우리는 또한 더 큰 그림 문제, 모든 것이 어떻게 작동하는지, 그리고 그 이야기를 일반 대중에게 말하는 것에 대해 정말로 관심이 있습니다.

작성자 : Roberto Molar Candanosa, News @ Northeastern