Nueva tecnología de bajo coste para evitar colisiones de drones

Utilizando únicamente sensores y cámaras embarcados, el investigador Julián Estévez, del Grupo de Inteligencia Computacional (GIC) de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), ha desarrollado una tecnología de navegación autónoma y de bajo coste para evitar que dos o más drones cuyas trayectorias se crucen en el aire colisionen entre sí. Los resultados que ha obtenido son positivos y esperanzadores.

Un estudio realizado con un conjunto de drones ha confirmado que “a pesar del reducido coste de la tecnología, la solución que hemos desarrollado ha sido validada con éxito en drones comerciales. Mediante un equipamiento sencillo y de bajo coste y un algoritmo basado en visión artificial e identificación de colores, hemos desarrollado una tecnología robusta para evitar colisiones entre drones de forma satisfactoria y fácilmente extrapolable a la mayoría de robots aéreos comerciales y de investigación; además, hemos puesto a disposición el código software completo de la solución”, ha señalado Estévez.

La obra es publicado En el diario Ciencia y tecnología aeroespacial.

La mayoría de los drones que conocemos están tripulados, aunque estén fuera del campo visual del operador. Para que un dron sea totalmente autónomo, tiene que ser capaz de tomar decisiones de vuelo por sí solo sin intervención humana, es decir, decidir por sí mismo cómo evitar colisiones, mantener su rumbo ante ráfagas de viento, controlar la velocidad de vuelo, esquivar edificios, árboles, etc.

“Este trabajo supone un pequeño paso hacia una navegación totalmente autónoma, sin intervención humana, de forma que los drones puedan decidir qué maniobra realizar, qué dirección tomar, evitando así colisiones entre ellos o con otros obstáculos aéreos. Si asumimos que, en el futuro, nuestro espacio aéreo estará mucho más poblado por servicios comerciales realizados por estos drones, nuestro trabajo es una pequeña aportación en este sentido”, afirma Estévez.

El autor explicó que «nuestro método para prevenir colisiones no requiere que los drones intercambien información entre sí, sino que se basan únicamente en los sensores y cámaras que llevan a bordo. Recibimos la señal de la cámara a bordo de los drones y, al procesar las imágenes, ajustamos las reacciones de los robots para que vuelen de forma suave y precisa».

En los experimentos, los investigadores intentaron imitar condiciones realistas de drones, es decir, escenarios que pueden ocurrir en un área urbana típica bajo condiciones de iluminación no controladas, con drones volando en diferentes direcciones, etc., por lo que sus contribuciones están orientadas a aplicaciones del mundo real, a pesar del trabajo inicial de laboratorio.

Algoritmos basados ​​en colores

“Hemos equipado cada dron con una tarjeta roja que permite al algoritmo del software detectar la presencia de un dron que se acerca y medir su proximidad”, explica Estévez. “Nuestra propuesta es muy sencilla: cada dron está equipado con una cámara a bordo, cuya pantalla está dividida en dos mitades (izquierda y derecha). Esta cámara siempre busca el color rojo de las tarjetas mencionadas anteriormente.

«Mediante un sencillo procesamiento de imágenes, podemos saber qué porcentaje de la cámara está ocupado por el color rojo y si la mayor parte de este rojo se encuentra en el lado izquierdo o derecho de la pantalla. Si la mayor parte de la zona roja está en el lado izquierdo de la pantalla, el dron volará hacia la derecha para evitar la colisión. Si la zona roja está en el lado derecho, se moverá hacia la izquierda. Y esto sucede con todos los drones que vuelan.

«Cuando el porcentaje del color rojo en la pantalla aumenta, significa que los drones se están acercando de frente. Por lo tanto, cuando se supera un umbral, el robot sabe que tiene que realizar la maniobra de evasión.

“Todo esto ocurre de forma autónoma, sin que intervenga el operador humano. Es una forma sencilla de evitar colisiones, y se puede realizar con sensores y equipos de bajo coste”, explica Estévez. Es como cuando una persona va caminando por la calle y ve que alguien se acerca por la izquierda, en cuyo caso intenta desplazarse hacia la derecha para no chocar con el otro.