導(dǎo)語(yǔ)

未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)將依靠空中/地面自主無(wú)人裝備在無(wú)需士兵干預(yù)的情況下執(zhí)行任務(wù)。美陸軍研究人員已經(jīng)研發(fā)出一種獨(dú)特的方法，可使旋翼無(wú)人機(jī)在無(wú)需GPS輔助的情況下降落到移動(dòng)的無(wú)人車上，并在執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)之前完成充電。

01

發(fā)展背景

美陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員指出，自主空中/地面無(wú)人裝備能夠在遙遠(yuǎn)而危險(xiǎn)的環(huán)境中執(zhí)行搜索與救援任務(wù)，但需要各種定位和通信基礎(chǔ)設(shè)施。由于無(wú)人機(jī)的使用環(huán)境中GPS不可靠且容易受到干擾，因此無(wú)人機(jī)無(wú)法依靠GPS進(jìn)行導(dǎo)航，需要開(kāi)發(fā)機(jī)載視覺(jué)導(dǎo)航等其他導(dǎo)航技術(shù)。

要在沒(méi)有士兵干預(yù)的情況下執(zhí)行任務(wù)，無(wú)人機(jī)所需的一項(xiàng)關(guān)鍵功能是能夠自主降落在靜止或移動(dòng)的無(wú)人車上進(jìn)行充電，然后起飛執(zhí)行新任務(wù)。

02

陸軍解決方案

美陸軍研究實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單的方法，最大限度地利用現(xiàn)代機(jī)器人工具，在無(wú)需借助外部導(dǎo)航定位系統(tǒng)的情況下，將旋翼無(wú)人機(jī)降落在移動(dòng)的無(wú)人車上。研究人員使用低成本傳感器和計(jì)算機(jī)進(jìn)行所有機(jī)載計(jì)算，無(wú)人機(jī)和無(wú)人車之間沒(méi)有通信。通過(guò)使用小型定制四旋翼無(wú)人機(jī)和“清道疣豬”無(wú)人車開(kāi)展慢速著陸試驗(yàn)以及軟件在環(huán)仿真，研究人員驗(yàn)證了其算法在執(zhí)行無(wú)人機(jī)著陸操作方面的有效性。

該項(xiàng)研究結(jié)合了GPS拒止技術(shù)以及在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都很少見(jiàn)的試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)，并集成了多項(xiàng)前沿技術(shù)，如基于視覺(jué)慣性測(cè)距法的視覺(jué)定位技術(shù)，以及專門為此應(yīng)用和機(jī)載行為與控制設(shè)計(jì)的獨(dú)特的車頂標(biāo)記。所有計(jì)算均是在具有很大計(jì)算限制的小型無(wú)人機(jī)上完成的。

該項(xiàng)研究的獨(dú)特之處在于，利用機(jī)載計(jì)算能力，在無(wú)GPS輔助的情況下在戶外實(shí)地演示了無(wú)人機(jī)自主著陸于無(wú)人車上的操作。其中，無(wú)人車頂部使用了專門為無(wú)人機(jī)著陸任務(wù)而設(shè)計(jì)的自定義標(biāo)記，該標(biāo)記通過(guò)大標(biāo)記中包含小標(biāo)記，即使在機(jī)載相機(jī)非常接近時(shí)仍然可以被捕捉到。

03

未來(lái)展望

未來(lái)，該領(lǐng)域的研究工作將繼續(xù)在以下兩個(gè)方面展開(kāi)：

一是降低對(duì)車頂基準(zhǔn)標(biāo)記的依賴性，用可識(shí)別著陸車輛的人工智能來(lái)替代。

二是提高無(wú)人機(jī)自主著陸的可靠性和速度，以便于滿足適當(dāng)?shù)牟倏匦枨蟆?/p>

自主著陸能力對(duì)于無(wú)人機(jī)在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上充分發(fā)揮作用至關(guān)重要。下一代戰(zhàn)車預(yù)計(jì)將配備無(wú)人機(jī)。目前，陸軍研究實(shí)驗(yàn)室還有多個(gè)項(xiàng)目正在研究利用這項(xiàng)能力完成更復(fù)雜的任務(wù)。

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來(lái)源 | 美國(guó)陸軍網(wǎng)站

圖片 | 互聯(lián)網(wǎng)

作者 | 王桂芝 北方科技信息研究所

編輯 | 孫琴

注：原文來(lái)源網(wǎng)絡(luò)，文中觀點(diǎn)不代表本公眾號(hào)立場(chǎng)，相關(guān)建議僅供參考。

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