英特爾實(shí)驗(yàn)室和墨西哥國(guó)立理工學(xué)院的科學(xué)家們最近研究了一種框架，可以在雜亂的未知環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自主導(dǎo)航。

尖端無(wú)人機(jī)可以毫不費(fèi)力地駕馭障礙物環(huán)境，但是當(dāng)面對(duì)前所未有的景觀，如茂密的樹(shù)林或迷宮時(shí)，則難以自主地到達(dá)目的地。

在未知的雜亂環(huán)境中進(jìn)行自主導(dǎo)航是機(jī)器人技術(shù)中的基本問(wèn)題之一，應(yīng)用于搜索和救援，信息收集和工業(yè)和民用結(jié)構(gòu)的檢查等，盡管機(jī)器人平臺(tái)和環(huán)境的某些組合，映射，規(guī)劃和軌跡生成可以被認(rèn)為是成熟的領(lǐng)域，但是仍然缺少在一般環(huán)境中組合來(lái)自所有這些領(lǐng)域的元素用于無(wú)人機(jī)導(dǎo)航的框架。

在涉及英特爾Ready to Fly無(wú)人機(jī)套件的定性和定量測(cè)試中，他們表示他們的實(shí)時(shí)、設(shè)備上的算法系列實(shí)現(xiàn)了最先進(jìn)的性能。

該團(tuán)隊(duì)的算法框架專(zhuān)為配備3D傳感器和里程計(jì)模塊的無(wú)人機(jī)而設(shè)計(jì)，包括三個(gè)部分：（1）生成從無(wú)人機(jī)深度傳感器獲得的測(cè)量值之間差異的映射的算法，（2）路徑生成模型，考慮視場(chǎng)限制空間被認(rèn)為是安全的導(dǎo)航，（3）生成穩(wěn)健運(yùn)動(dòng)計(jì)劃的模型。

在映射階段，算法從視差深度圖像和測(cè)距法計(jì)算一個(gè)點(diǎn)云，并將其添加到無(wú)人機(jī)占用空間的地圖表示中。在上述路徑規(guī)劃過(guò)程中，會(huì)生成一個(gè)探測(cè)動(dòng)作，在后續(xù)階段，框架會(huì)創(chuàng)建一個(gè)軌跡，將機(jī)器人從當(dāng)前狀態(tài)驅(qū)動(dòng)到下一個(gè)計(jì)劃動(dòng)作。一直以來(lái)，這些模型都試圖確保無(wú)人機(jī)的偏航方向，即它繞垂直軸旋轉(zhuǎn)或振蕩的方式與運(yùn)動(dòng)方向一致，主要是通過(guò)采用速度跟蹤偏航方法。

為了測(cè)試其框架的穩(wěn)健性，研究人員在四個(gè)真實(shí)環(huán)境（3D迷宮，工業(yè)倉(cāng)庫(kù)，雜亂的實(shí)驗(yàn)室和森林環(huán)境）和虛擬環(huán)境中使用機(jī)器人操作系統(tǒng)Kinetic（一種流行的開(kāi)源機(jī)器人）進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

他們報(bào)告說(shuō)，在其中一項(xiàng)測(cè)試中，與基準(zhǔn)算法的103.2毫秒和35.5毫秒相比，它實(shí)現(xiàn)了3.37毫秒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，并且其平均映射時(shí)間為0.256毫秒，而基準(zhǔn)算法為700.7毫秒和2.035毫秒。

當(dāng)然，這并非一帆風(fēng)順。該團(tuán)隊(duì)指出，算法往往會(huì)產(chǎn)生比測(cè)試基準(zhǔn)更大的路徑，并且無(wú)法在非常狹小的空間的迷宮模擬中到達(dá)目標(biāo)目的地。但他們表示，該研究可能會(huì)改進(jìn)系統(tǒng)整合軌跡跟蹤和動(dòng)態(tài)障礙預(yù)測(cè)，這可能使未來(lái)的無(wú)人機(jī)能夠在擁擠的環(huán)境中更有效地導(dǎo)航。