通過增強(qiáng)算法將避障處理時間縮短至3.5秒的無人機(jī)躲障技術(shù)

目前無人機(jī)避障系統(tǒng)通常需要20到40毫秒處理周圍環(huán)境的變化，對于躲避建筑或者其他靜態(tài)障礙物來說已綽綽有余，但對鳥類或其他動態(tài)障礙物，無人機(jī)便顯得無能為力。為此，蘇黎世大學(xué)研究團(tuán)隊改進(jìn)了現(xiàn)有無人機(jī)性能，通過增強(qiáng)算法將避障處理時間縮短至3.5秒。最關(guān)鍵的改進(jìn)措施是，使用了一種動態(tài)視覺傳感器，即“事件相機(jī)”（Event Camera）。該相機(jī)并不會分析處理場景中的每個影像，在探測到畫面有物體移動時，才對光線強(qiáng)度的變化做出響應(yīng)。對于非移動影像，“事件相機(jī)”將保持靜止（Silent）工作狀態(tài)，從而減少處理工作量并加快響應(yīng)時間。

在“事件相機(jī)”基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊還調(diào)整了無人機(jī)的算法，不僅能觀測到所有影像的運動狀態(tài)，還可以實時調(diào)整無人機(jī)飛行姿態(tài)。首輪僅開展“事件相機(jī)”測試，團(tuán)隊成員向相機(jī)投擲了各種物體，并根據(jù)物體的尺寸大小和投擲的距離不斷調(diào)整算法，最終將準(zhǔn)確度提高為81%至97%。

團(tuán)隊分析了所有運動狀態(tài)，然后團(tuán)隊在無人機(jī)上掛載相機(jī)并進(jìn)行重復(fù)測試。最終，無人機(jī)成功躲過90%的運動障礙物，包括離無人機(jī)3米遠(yuǎn)的地方扔出的一個籃球，該藍(lán)球以10米/秒的速度撞向無人機(jī)。

如果無人機(jī)的算法能測算物體尺寸，使用一臺相機(jī)已足夠。但如果不知道障礙物尺寸，需要使用兩臺相機(jī)來測量動態(tài)障礙物并做出適當(dāng)響應(yīng)。蘇黎世大學(xué)研究團(tuán)隊的最終目標(biāo)是，希望無人機(jī)能夠像人類操控的無人機(jī)，具有高度的機(jī)動性