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图片:swri.org

西南研究院成功展示核电站无人机自主能力

西南研究院(SwRI)开发了一种带有同步定位与建图(SLAM)系统的无人机,它无需事先了解周围环境即可完全自主运行。

SwRI在2021年欧洲机器人黑客松EnRicH 2021期间测试了该自主无人机的能力。在黑客松中,无人机被要求在无人飞行员帮助下潜入奥地利的岑文滕多夫核电站,并探测辐射源。

团队开发了一种无人机,采用新算法和计算机视觉来探索和绘制未知环境。无人机配备LiDAR传感器、飞行时间(TOF)摄像头和辐射探测器。测试中,团队使用无人机上的处理器和地面处理器完成SLAM、探索、决策、自动驾驶、计算机视觉分析、传感以及其他任务。

“我们展示了我们的研究型无人机,它使系统能够在无需人工操作员帮助的情况下绘制新空间并在其中移动,即使在复杂条件下也表现良好。该研究型无人机在人工环境和洞穴等自然环境中均表现出色”

克里斯·邦(Chris Bang)SwRI智能系统部门项目经理
图片:swri.org

SwRI的无人机成功探测到两个钴-60源,这是一种在任务中藏于不同位置的放射性同位素。参赛者事先没有关于目标的信息,也不了解裁判团设置的侦察难题。

岑文滕多夫核电站位于维也纳西北约32公里处。它是全球唯一一座已建成但从未投入运行的核电站。该电站建于1978年并已装料,但随后奥地利决定不再信任核能,项目被叫停。 

“无人机展现出极高的灵活性,能在以前未知的环境中熟练工作。它证明了自己的适应能力、学习能力,以及实时执行任务的能力,这在时间紧迫的搜救和危险场景中至关重要”

克里斯·邦(Chris Bang)SwRI智能系统部门项目经理

与其他需要机器人绕区域移动才能测绘的技术不同,SwRI的无人机在自主探索地形时,能够实时显示内部结构和开放空间的空间地形。

图片:swri.org

“现代无人机和地面机器人通常对人工操作员要求很高。我们展示的自主能力可以显著减轻操作员的负担,使机器人系统能够独立行动、自主工作”

埃里克·索恩(Eric Thorne)SwRI研究小组经理

据他介绍,工程师开发了一套完全自主的系统栈,可与多种传感器和无人机平台结合使用,以完成关键任务。 

SwRI的无人机可用于执行对人类有危险的工作,例如协助危险的搜救行动,以及在自然灾害后检查工业生产设施或基础设施中的危险设施。

该技术利用算法和仿真工具,实时显示内部结构和开放空间的空间地形。通过融合计算机视觉传感器的数据,技术在探索新地点时规划路线。还提供基于卷积神经网络(CNN)的感知方法,用于检测人员、车辆及其他物体。

在EnRicH 2021展会上,SwRI因无人机测绘获得奖项。SwRI参加了三项活动中的两项:研究项目和搜救项目。该活动的目的是为开发者提供在真实环境中测试技术的机会。

图片: swri.org

SwRI的自主系统栈应用于各种场景:从商用和军用联网自主地面车辆,到自动化无人机和智能农业设备。它使用ROS等开源工具、自主开发的机器学习算法以及人工智能。

SwRI并非唯一开发此类技术的机构。2021年4月,Exyn Technologies宣布已达到4A级自主性,这意味着它能够在复杂空间中自由飞行。在该级别下,无需人工操作员在场,随时可以接管系统。

Exyn的无人机现在能够在复杂空间中自由飞行,完全确定飞行轨迹,同时速度可达每秒两米甚至更高。此外,避障和路径跟踪都在无人机上完成。无需将无人机连接到额外的计算资源。同时,设备能够大量获取更高质量的数据。在理想条件下,Exyn无人机单次飞行可覆盖1600万立方米,相当于九个足球场。

SwRI是从海洋深处到深空领域的科技领先机构。公司开发跨学科技术解决方案,为全球政府和商业客户带来价值。