自主飛行的四旋翼飛行器首次在無人機(jī)競(jìng)賽中勝過兩名人類飛行員。成功是基于蘇黎世大學(xué)研究人員開發(fā)的一種新算法。它計(jì)算出充分考慮無人機(jī)局限性的時(shí)間最優(yōu)軌跡。

為了有用，無人機(jī)需要快速。由于電池壽命有限，他們必須在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成任何任務(wù)——在災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)尋找幸存者、檢查建筑物、運(yùn)送貨物。他們可能必須通過一系列航路點(diǎn)(如窗戶、房間或特定位置)進(jìn)行檢查，在每個(gè)路段采用最佳軌跡和正確的加速或減速。

算法勝過專業(yè)飛行員

最好的人類無人機(jī)飛行員非常擅長(zhǎng)這樣做，并且迄今為止在無人機(jī)比賽中的表現(xiàn)總是優(yōu)于自主系統(tǒng)。現(xiàn)在，蘇黎世大學(xué) (UZH) 的一個(gè)研究小組創(chuàng)建了一種算法，該算法可以找到最快的軌跡來引導(dǎo)四旋翼飛行器——帶有四個(gè)螺旋槳的無人機(jī)——通過一系列線路上的航點(diǎn)。“我們的無人機(jī)在實(shí)驗(yàn)賽道上擊敗了兩名世界級(jí)人類飛行員的最快圈速”，大衛(wèi)·斯卡拉穆扎說，他是 UZH 機(jī)器人和感知小組和 NCCR Robotics 救援機(jī)器人大挑戰(zhàn)的負(fù)責(zé)人，該項(xiàng)目資助了這項(xiàng)研究。

Scaramuzza 說：“該算法的新穎之處在于，它是第一個(gè)生成充分考慮無人機(jī)局限性的時(shí)間最佳軌跡的算法。” 以前的工作依賴于四旋翼系統(tǒng)的簡(jiǎn)化或飛行路徑的描述，因此它們是次優(yōu)的。“關(guān)鍵的想法是，我們的算法只是告訴無人機(jī)通過所有航點(diǎn)，而不是如何或何時(shí)通過所有航點(diǎn)，而不是將飛行路徑的各個(gè)部分分配給特定的航路點(diǎn)，”博士生兼第一作者 Philipp Foehn 補(bǔ)充道的紙。

外部攝像頭實(shí)時(shí)提供位置信息

研究人員讓算法和兩名人類飛行員駕駛同一個(gè)四旋翼飛行器通過賽道。他們使用外部攝像頭來精確捕捉無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)，并且——在自主無人機(jī)的情況下——向算法提供有關(guān)無人機(jī)在任何時(shí)刻所處位置的實(shí)時(shí)信息。為了確保公平比較，人類飛行員有機(jī)會(huì)在賽前在賽道上進(jìn)行訓(xùn)練。但是算法贏了：它所有的圈數(shù)都比人類的要快，而且性能更穩(wěn)定。這并不奇怪，因?yàn)橐坏┧惴ㄕ业搅俗罴衍壽E，它就可以多次忠實(shí)地再現(xiàn)它，這與人類飛行員不同。

在商業(yè)應(yīng)用之前，該算法需要降低計(jì)算要求，因?yàn)楝F(xiàn)在計(jì)算機(jī)需要長(zhǎng)達(dá)一個(gè)小時(shí)來計(jì)算無人機(jī)的時(shí)間最佳軌跡。此外，目前，無人機(jī)依靠外部攝像頭來計(jì)算它在任何時(shí)候的位置。在未來的工作中，科學(xué)家們希望使用機(jī)載相機(jī)。但自動(dòng)無人機(jī)原則上可以比人類飛行員飛得更快的演示是有希望的。Scaramuzza 說：“這種算法可以在無人機(jī)包裹遞送、檢查、搜索和救援等方面有巨大的應(yīng)用。”

標(biāo)簽： 無人機(jī)