人工智能新技术:麻省理工学院(MIT)让无人机突破GPS限制

时间:2024-03-19 15:53:33

作为新兴科技产业革命的重点领域:人工智能,无人机(Unmanned Aerial Vehicle/Drones)采用了一项新技术,麻省理工学院(MIT)研究人员通过自主系统使无人机突破原始GPS信号限制的缺陷。

人工智能新技术:麻省理工学院(MIT)让无人机突破GPS限制

无人机,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机,或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。现在普遍用于搜寻和救援工具,无人机在搜寻过程但在森林中执行搜寻任务时,浓密的树冠覆盖面会影响其GPS信号。

麻省理工学院(MIT)研究的解决方案

利用自主系统使无人机舰队在密集的森林冠层下协同搜索,无人机只需要配置机载计算和无线通讯就可以摆脱GPS的限制了。

具体过程

在执行搜寻任务过程中,每架无人机配备激光测距仪用于位置估计、定位和路径规划,在飞行中创建单独的3D地形图,运用算法识别未探索和已探索的区域,直至完全映射指定的划分区域。

依此类推,整个无人机舰队最后将各自创建的地形图整合形成一个全方位的3D地形图,以最少的成本梳理出大片森林的全地形,供救援人员进行监测。

在实际应用中,无人机配置物像识别系统识别搜寻对象,并在全方位3D地形图中标记出走失或受伤的救援对象的方位,而救援人员将根据这些信息实施救援。

人工智能新技术:麻省理工学院(MIT)让无人机突破GPS限制

每架无人机均安装了一个激光雷达系统,该系统通过发射激光束和测量反射脉冲来对周围的障碍物进行2D扫描。研究人员对这些无人机进行编程来识别不同树木的方向,当激光雷达信号映射一个树簇时,算法会自动计算树木之间的角度和距离作为区分树簇的参数,同时也确定无人机自身的方位。

这种特征检测技术也有助于精确地合并不同无人机创建的地形图。

传统无人机需要飞行少许距离之后,然后停顿,接着再选择下一个新方向,这种方式浪费时间和能量。为了解决这一问题,MIT研究人员创建了一种更有效率的搜寻策略,即尽可能地保存多架无人机同时工作的势头,形成螺旋状的模式来提高覆盖搜寻区域的速度,而不是简单地让无人机去覆盖未探测的地区。

但这项新技术现阶段仍存在一点亟待突破的限制:当前系统需要一个外部的地面站来合成单独的地形图,MIT研究人员在户外的实验中,必须建立一个无线路由器来连接每架无人机和地面站。

他们希望在将来通过设计,使无人机在彼此靠近时能自动进行无线通信并融合地形图,彼此分开时则切断通信,在这种情况下,地面站的作用就只是用来监视实时的全方位地形图。

随着人工智能技术的不断成熟,无人机应用领域正在不断扩大。从早期的军事方面,现在已经拓展到民用无人机阶段。比如:

1.在巡检领域

用户可能每天在固定的航线上重复同样的信息收集任务,人工作业容易出现失误,并带来成本的提升。

2.在环保领域

用户需要机载大气分析仪,将空气质量数据实时回传至地面,与地理信息结合生成可视化报告,标准无人机产品不具备这样的功能,而通过DJI onboard SDK和Mobile SDK对大疆无人机进行定制开发就能实现。

3.在精准农业领域

在精准农业应用中,通常使用多光谱相机扫描农田,将数据上传至服务器分析,判断作物的健康状况。

4.在交通领域

2018年,一些企业将竞相推出用于输送客人的“飞行出租车”或无人机。飞行出租车这一概念最早随着亿航(EHANG)等重要生产厂家推出相应的概念原型而诞生。亿航的经济型“自动飞行车(AAV)”旨在作为一种自动化的载人交通工具,为人们出行提供便利服务。

5.在物流快递领域

无人机送快递被视为是无人机进入民用领域的一条捷径。不仅可以降低快递的成本,还能够提高送货速度,解决偏远山区收不到快递的问题。近日,顺丰拿到了国内首张无人机航空运营(试点)许可证。根据许可证的规定,顺丰可在民航局批准的试点区域内使用无人机开展物流配送。首张运营牌照的颁发,意味着我国工业型无人机运用取得政策上的突破。

相信在国家*对人工智能领域的大力支持下,中国人工智能发展会朝向更高水平的发展。

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