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新算法让小型商用无人机变身自主侦察机包装纸板

发布时间:2020-05-22 18:59:38

日前,美国国防高级研究计划局(DARPA)演示了一种新算法,这种算法可以让小型商用无人机变身自主侦察机,以便在城市废墟里搜寻幸存者。

在快速轻型自主(FLA)项目飞行测试的第二阶段,四轴飞行器可以在模拟城市中穿行,通过窗户进入建筑物,自动绘制建筑物内部图像,为人员提供导航。

FLA项目的第一阶段开始于2017年,该阶段主要任务是测试无人机在开阔地域自主飞行的能力。FLA的合同是在2015年授出给麻省理工学院(MIT)、宾州大学德雷珀实验室以及美国AeroVironment公司的。该项目旨在为重量小于5磅(约2.27千克)的四轴飞行器研发出高级自主算法,同时不需要消耗太多的电力。

该项目将进入一个完全未知的领域,并且充满挑战。比如,研究团队无法利用全球定位系统(GPS)或是射频链路(RF LINK)帮助无人机。如何在这种环境中飞行,便成了FLA所要面对的主要挑战。

如果无人机能够与FLA算法相匹配,那么该无人机则无需地面人员操控,也无需GPS、通信链以及预先编制的区域地图,即可执行任务。换句话说,无人机的机载软件、微型处理器、低成本传感器都会实时自动工作。

对于第二阶段的工作,MIT和德雷珀实验室团队将传感器有效载荷简化为单个摄像头,以提高飞行器的速度。研究团队建立了城市的地理地图和语义地理地图,以便无人机自动探索未知领域与进行测绘,并且让无人机自动辨识道路、建筑、车辆,同时在地图上对其进行标记。

目前,研究团队希望创建一个环境地图,这份地图更像是一种语义地图,以此模拟出街道和街道上的汽车,而汽车的图像则可以通过Wi-Fi链接实时下载。

宾州大学的研究人员将飞机的重量和尺寸减半,使其能够在狭窄的空间、小孔径和复杂环境中自主飞行。要实现此需求,就必须要发展出一种单板机载计算机,以整合所有的传感器和低能耗处理器。当无人机通过窗户飞进建筑物时,可以自动绘制建筑物内部的3D地图、探索房间内部、并且可以通过楼梯找到出口,最后离开房间。FLA项目所开发的算法将如期转交给陆军研究实验室(ARL)以进行进一步的研究,同时进行军事应用相关的准备。

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