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人機(jī)的消防員、士兵以及快速作戰(zhàn)人員在無GPS信號(hào)的情況下將會(huì)面臨嚴(yán)峻的導(dǎo)航挑戰(zhàn)。一般來說，很多情況下當(dāng)設(shè)備的GPS信號(hào)丟失可能會(huì)造成無法操控的情況，更嚴(yán)重點(diǎn)來說則可能會(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)開始嘗試如何使用其它的方法來替代物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)無人機(jī)的速度超過其機(jī)載設(shè)備測(cè)試能力得情況下無法做到實(shí)時(shí)跟蹤。比如，當(dāng)無人機(jī)在建筑物內(nèi)或灌木叢飛行的時(shí)候，激光雷達(dá)通常無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位。
解決方法
美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）和麻省理工學(xué)院（MIT）所共同研發(fā)的這一款無人機(jī)可以在無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)雜的倉庫以及灌木叢生的戶外，結(jié)果顯示無人機(jī)在混亂區(qū)域速度可達(dá)10 m / s，在開放性區(qū)域可達(dá)到20 m / s。無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過程中會(huì)面臨各種不同因素的挑戰(zhàn)，其中包括躲避樹木等障礙物以及進(jìn)入建筑物的入口，通過長(zhǎng)時(shí)間的飛行找到出口，這些都是需要無人機(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。通過我們配備的傳感器和特殊的算法的無人機(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)劃已著重傾向于無人機(jī)研發(fā)上，但通過計(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無法應(yīng)用的環(huán)境。
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