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新无人系统技术可以提供不依赖GPS的视觉定位
2017-08-10

[据无人系统网201787日报道]   来自Draper实验室和麻省理工学院的一个团队为无人机(UAV)开发了先进的视觉辅助导航技术,该技术可以不依赖外部设备,例如GPS、环境的详细地图或运动捕捉系统。

当消防员或士兵在建筑物内部、城市狭巷、地下或茂密的林冠下操作小型轻型无人器时,会面临GPS信号被阻断的挑战。在许多情况下,GPS信号的丢失可能导致这些无人器变得无法操作,并且在最坏的情况下,可能会使操作员和财产处于危险之中。

根据与美国国防先期研究计划局(DARPA)的合同,Draper实验室和麻省理工学院合作,共同研制一款无人机,可以在无需外部GPS的情况下自主地感知未知环境。该团队开发和运用了独特的传感器和算法配置,并在室内和室外场合进行了测试和性能评估。

Draper实验室高级技术人员Robert Truax说:“无人机的最大挑战是动力、飞行时间和任务能力之间的平衡。新技术可以是无人机具有尺寸、重量和功率等方面的优势,可以完全自主地执行复杂的任务。”

Draper实验室和麻省理工学院研制的无人机已经在多个环境中进行了测试,这些环境包括杂乱的仓库等室内环境和茂密的森林等户外环境,无人机在多障区域的速度可达10 m/s,开放区域为20 m /s

Draper高级技术人员Ted Steiner说:“更快,更灵活和自主的无人机意味着能够快速浏览迷宫式的房间、楼梯和走廊或其他充满障碍物的环境,而无需遥控操作员。

Draper实验室的方法是一种新型的无人机的位置,方向和速度状态估计方法,称为SAMWISE——具有惯性状态估计的平滑和映射。 SAMWISE是一种融合视觉和惯性导航系统,结合了传感方式的优点,随时间累积的误差比任何技术本身都要慢,在整个车辆轨迹上产生完整的位置、姿态和速度状态估计。这种导航解决方案,使无人机能够保留所有六个方向的自由度,并允许其自主地飞行,而无需使用GPS或任何与每小时高达45英里的车速的通信。

该团队目前研究重点是无人机,但技术未来可能会被应用于地面、海洋和水下系统,这在GPS信号弱或被阻隔的环境中尤其有用。在开发无人机时,该团队利用了Draper实验室和麻省理工学院在自主路径规划、机器视觉、不依赖GPS导航和动态飞行控制方面的专长。(工业和信息化部电子第一研究所  温胜昔)

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