有方向感的无人机

王丢兜 @ 2015.10.29 , 16:00

无人机使用它的三维地图来规划围绕空间的最有效率路线。

商业无人机正开始被用于检查石油钻井平台和农作物等任务，但他们仍然需要高度熟练的人类飞行员，甚至那些半自治无人机通常也使用预置地图或通过无线链路访问数据。

苏黎世瑞士联邦理工学院的研究者们正在使无人机更独立。他们演示了一架小型无人机能在陌生环境中尽可能不靠人类操作员帮助建立自己的3D地图，然后围绕空间和障碍物自主规划其路线。

“这是我们首次能显示完整的机载映射、重定位(在地图上找到无人机)和规划，”项目研究员Michael Burri说，结合软件和传感器可以使部署无人机进行检查石油钻井台等任务更容易。一家公司需要做一次手动飞行，使无人机建立它的地图，在随后的检查中无人机就能自主完成工作。

因为这台无人机使用机载传感器和计算机给自己建立了空间3D地图，它不会撞上这些管道。

该苏黎世团队使用一架重一公斤的小型多旋翼AscTec Firefly，并为它配备了立体摄像机和传感器，报告速度、方向和重力。他们在一处工厂旧址内飞行来测试他们的软件，该挑战性场地里有大型管道和其他工业设备。

该无人机在一处新空间里起步时需要一些人类帮助，当操作员帮助它在新环境中进行试探性飞行时，无人机软件通过比较来自运动和方向传感器的数据和来自摄像机的图像建立一个三维地图。

来自摄像机的深度图像用来创建三维地图；无人机不能飞行的地方被屏蔽(见视频)，一旦地图完成，无人机就能规划到达任何目的地的最直接路线，绕过任何被测绘的障碍。

单独的测绘和传感器技术以前已经演示或，但从未一起搭载在一架自主无人机上，德国佛雷堡大学的Wolfram Burgard教授说。“这将使该技术更接近检查和监视任务方面的现实世界应用，”他说。关于这个新系统的一篇论文已发表在上个月的“智能机器人和系统国际会议”上，Burgard是论文审查委员会主编。

然而，将所有这些测绘能力塞进一只小型无人机也有其代价，扛着机载计算机和传感器，实验中的该无人机只能留空七分钟，而不是没有额外重量下的15分钟。Burri说无人机设计的改进意味着这不是一个重大问题，而市场上的新无人机可以带着相同负载飞上20分钟。

他和其他研究者们正努力赋予无人机避免与没有出现在地图上的移动物体碰撞的能力——例如人类或移动中的设备。

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