近年來(lái)，無(wú)人機(jī)越來(lái)越廣泛地進(jìn)入大眾視野，并在航拍、農(nóng)業(yè)、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、測(cè)繪、新聞報(bào)道、電力巡檢、救災(zāi)等方面發(fā)揮重大作用。但是，由于其電池續(xù)航能力有限，無(wú)人機(jī)往往需要在短時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。

比如在災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)尋找幸存者、檢查建筑物等任務(wù)中，無(wú)人機(jī)需要通過(guò)一系列航點(diǎn)，如窗戶、房間或特定位置進(jìn)行檢查，在每個(gè)路段采取最佳軌跡和正確的加速或減速，才能在電池允許的范圍內(nèi)完成作業(yè)。而頂尖的人類無(wú)人機(jī)駕駛員在這方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，并在以往的無(wú)人機(jī)競(jìng)賽中表現(xiàn)優(yōu)于自主飛行系統(tǒng)。

近日，蘇黎世大學(xué)（University of Zurich，UZH）的研究人員在四旋翼自主飛行器（配置四個(gè)螺旋槳的無(wú)人機(jī)）上開(kāi)發(fā)出一種新的計(jì)算方法。這種飛行算法可以讓無(wú)人機(jī)自主采取最佳飛行軌跡，并能根據(jù)不同障礙物進(jìn)行提速和減速。

與以往描述飛行軌跡不同，這種算法的核心來(lái)自于機(jī)載攝像機(jī)和傳感器的輸入，無(wú)人機(jī)可以將獲取到的信息直接轉(zhuǎn)換為控制命令，這與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相似。其不僅可以參考飛行軌跡對(duì)應(yīng)進(jìn)行模擬機(jī)動(dòng)示，還可以通過(guò)訓(xùn)練擴(kuò)展各種不同的動(dòng)作。在最近的一次比賽中，新算法無(wú)人機(jī)甚至首次戰(zhàn)勝了人類專家駕駛員。

為了確保比賽的公平，人類飛行員可以在比賽之前提前進(jìn)入賽道訓(xùn)練。但比賽中，算法無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)的所有圈數(shù)都比人類的要快，而且性能更穩(wěn)定。這并不驚訝，因?yàn)橐坏┧惴ㄕ业搅俗罴衍壽E，就可以多次進(jìn)行機(jī)械重復(fù)，這與人類飛行員不同。所以最終的結(jié)果是算法打敗了人類駕駛員。

據(jù)了解，在競(jìng)賽勝出的無(wú)人機(jī)設(shè)備重量約 0.8 公斤，推重比接近 4 ，身上配備有 Jetson TX2、萊爾德通信模塊和用于捕捉活動(dòng)的紅外線標(biāo)記器等。為了提升結(jié)果的準(zhǔn)確性，研究團(tuán)隊(duì)還分別在 3.3 和 3.15 的推重比下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果，新算法均比人類駕駛員取得更優(yōu)的成績(jī)。

目前，無(wú)人機(jī)依靠外部攝像頭來(lái)計(jì)算位置。未來(lái)，研究人員希望使用機(jī)載相機(jī)來(lái)完成。希望在不斷地研發(fā)改進(jìn)后，無(wú)人機(jī)能在更多領(lǐng)域釋放它的潛力。

編輯：周佳慧

審核：周   爽