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Draper為無(wú)人機(jī)配備視覺(jué)導(dǎo)航減少對(duì)GPS依賴

發(fā)布日期:2017-08-10??來(lái)源:無(wú)人機(jī)網(wǎng)??作者:杜少華我要投稿我要評(píng)論
 美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)和麻省理工學(xué)院(MIT)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)一起新開(kāi)發(fā)了一款無(wú)人機(jī)先進(jìn)視覺(jué)輔助導(dǎo)航技術(shù),從而避免單純的依賴外部的一些基礎(chǔ)設(shè)備,如GPS、周邊環(huán)境地理詳細(xì)圖和人為操控自主導(dǎo)航系統(tǒng)等。

在一些特殊場(chǎng)景中如城市建筑物內(nèi)部、地下室、封閉的場(chǎng)所中時(shí),那些操作輕小型的偵查無(wú)人機(jī)的消防員、士兵以及快速作戰(zhàn)人員在無(wú)GPS信號(hào)的情況下將會(huì)面臨嚴(yán)峻的導(dǎo)航挑戰(zhàn)。一般來(lái)說(shuō),很多情況下當(dāng)設(shè)備的GPS信號(hào)丟失可能會(huì)造成無(wú)法操控的情況,更嚴(yán)重點(diǎn)來(lái)說(shuō)則可能會(huì)造成飛行的不穩(wěn)定性,從而可能會(huì)對(duì)周圍的人或物造成不可估量的損失。

專家們已經(jīng)開(kāi)始嘗試如何使用其它的方法來(lái)替代物GPS信號(hào)的時(shí)候,但是這些嘗試反而造成更多的失敗,尤其是當(dāng)無(wú)人機(jī)的速度超過(guò)其機(jī)載設(shè)備測(cè)試能力得情況下無(wú)法做到實(shí)時(shí)跟蹤。比如,當(dāng)無(wú)人機(jī)在建筑物內(nèi)或灌木叢飛行的時(shí)候,激光雷達(dá)通常無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位。

Draper為無(wú)人機(jī)配備視覺(jué)導(dǎo)航減少對(duì)GPS依賴

  解決方法

美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)和麻省理工學(xué)院(MIT)所共同研發(fā)的這一款無(wú)人機(jī)可以在無(wú)GPS和人類遙控操縱的情況下,(FLA)可以自主的感知周圍的環(huán)境進(jìn)行避障和飛行。該團(tuán)隊(duì)獨(dú)立研發(fā)和試驗(yàn)了相關(guān)的特殊傳感器和一些算法配置,并在室內(nèi)和室外都進(jìn)行了測(cè)試和性能評(píng)估。

Draper資深技術(shù)人員Robert Truax表示:“無(wú)人機(jī)中的最大挑戰(zhàn)包括平衡動(dòng)力、飛行時(shí)間和載荷能力,因?yàn)檫@些都需要無(wú)人機(jī)提供充足的動(dòng)力才能滿足相關(guān)的技術(shù)支持。所以團(tuán)隊(duì)專家需要計(jì)算并尋找那些滿足無(wú)人機(jī)要求的輕小量的材質(zhì)以及功率等結(jié)合著獨(dú)特的算法才能自主的完成那些復(fù)雜的任務(wù)需求。

Draper和MIT的團(tuán)隊(duì)成員對(duì)無(wú)人機(jī)所加裝的傳感器和攝像機(jī)已經(jīng)在多個(gè)環(huán)境中進(jìn)行了測(cè)試,這些場(chǎng)景包括環(huán)境復(fù)雜的倉(cāng)庫(kù)以及灌木叢生的戶外,結(jié)果顯示無(wú)人機(jī)在混亂區(qū)域速度可達(dá)10 m / s,在開(kāi)放性區(qū)域可達(dá)到20 m / s。無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中會(huì)面臨各種不同因素的挑戰(zhàn),其中包括躲避樹(shù)木等障礙物以及進(jìn)入建筑物的入口,通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的飛行找到出口,這些都是需要無(wú)人機(jī)具備精確的定位。

Draper資深技術(shù)人員Ted Steiner表示:“一架可自主性飛行并且擁有快速而靈敏的無(wú)人機(jī),這將意味著即便其在迷宮似的房間、樓梯、走廊以及充滿障礙物的環(huán)境中飛行時(shí),不需要遙控操縱。通過(guò)我們配備的傳感器和特殊的算法的無(wú)人機(jī),若想再提高安全性可以配備單目相機(jī)增加其靈活性,從而可以應(yīng)用到一些商業(yè)用戶、軍隊(duì)以及那些從事無(wú)人機(jī)改造和設(shè)計(jì)的用戶。

Draper對(duì)DARPA FLA計(jì)劃的貢獻(xiàn) - 在2017年IEE航空航天會(huì)議的研究論文中有記錄表示,這是一種新型的狀態(tài)估計(jì)方法(車輛的位置,方向和速度),被稱為SAMWISE。SAMWISE是一種融合視覺(jué)和慣性導(dǎo)航的系統(tǒng),結(jié)合了傳感方式的優(yōu)點(diǎn),并隨時(shí)間累積,通過(guò)整個(gè)設(shè)備的軌跡、位置,姿態(tài)和速度等估算,其誤差優(yōu)于其他系統(tǒng)。

該團(tuán)隊(duì)對(duì)FLA計(jì)劃已著重傾向于無(wú)人機(jī)研發(fā)上,但通過(guò)計(jì)劃的進(jìn)步可能會(huì)被應(yīng)用于其它領(lǐng)域如地面、海洋以及水下系統(tǒng),那些GPS無(wú)法應(yīng)用的環(huán)境。
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標(biāo)簽:??視覺(jué)導(dǎo)航 GPS
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