加點敏捷屬性蘇黎世大學讓無人機可閃避籃球等物體動態撞擊
對於無人機而言,躲避障礙物是一項至關重要的技術。但目前商用的無人機系統基本上停留在躲避建築等靜態障礙,而對於鳥類等動態障礙物就力有不逮了。不過蘇黎世大學的工程團隊近日成功開發出了一個新系統,能夠快速反應躲過扔向它的藍球。
研究人員表示,目前無人機的避障系統通常需要20到40毫秒的時間來處理周圍環境的變化,對於躲避建築或者其他靜態障礙物來說已經綽綽有餘了,但是對鳥類或者其他無人機就無能為力了。
為此研究團隊對現有無人機進行了改造,並通過增強算法將處理時間縮短至3.5秒。而改造的關鍵就是“活動相機”(Event Camera),當檢測到畫面中有物體移動,相機並不會分析場景中的每個像素,而只對光線強度變化做出相應。這意味著沒有移動的像素會保持“靜默”(silent)狀態,從而減少了處理負荷並加快了反應時間。
在活動相機的基礎上,團隊還針對無人機進行了算法調整,不僅可以觀測到所有像素的“活動”,還可以實時校正無人機自身的運動。在首輪測試中僅針對活動相機,團隊成員向相機扔了各種物體,並根據物體的大小和拋的距離不斷調整算法,最終將準確度提高到81%至97%之間。
然後團隊將相機裝備在無人機上,並進行重複測試。最後無人機成功躲過了90%的運動障礙物,包括從3 m(9.8 ft)處扔出的一個球,該球以每秒10 m(32.8 ft)的速度撞向無人機。
當無人機的算法知道物體尺寸的時候,一台活動相機就可以了。但是如果在不知道尺寸的情況下,需要使用兩台攝像機來測量進入的障礙物並做出適當的反應。該研究的主要作者戴維德·法蘭加(Davide Falanga)表示:“我們的最終目標是未來有一天無人機能夠像人類操作無人機飛行員一樣靈活。”