DARPA黑科技：小型无人机自主导航 无需借助GPS或人为操控
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E安全7月13日讯 美国国防高级研究计划局（DARPA）“快速轻量自主飞行”（FLA）计划上个月经过成功试飞后证明，小型无人机很快将不需要依靠GPS或人为操控自主导航。
DARPA发布新闻稿指出，在佛罗里达州中部经过四天的测试后，DARPA最近宣布取得重大突破。试飞标志着小型四旋翼无人机取得显著进展，能在无人操控或无GPS导航的情况下越过障碍环境。高级软件算法和传感器能使无人机越过障碍物自主导航，发现目标物体。
DARPA公共事务官员表示，无人机能帮助士兵远程评估GPS无法正常使用的建筑内、地下等作战领域，或在敌人干扰电子信号时进行评估。这种无人机还可以收集传回给操作员的全动态视频或静态图像。
DARPA FLA项目经理JC Ledé解释称，小型的低成本无人机过渡依赖遥控操纵装置和GPS，这不仅是为了了解无人机的具体位置，还用于纠正无人机预计高度和速度中的误差。FLA计划中的无人机必须依赖自身的精确度避免障碍物，并完成任务。
无人机如何自行绕过障碍物？
在无法使用GPS的环境中试飞论证了几种不同的导航方法和技术。
据宾夕法尼亚大学计算机与信息科学教授卡米罗·泰勒描述，其中一种方法是使用立体视觉惯性测距（Stereo Visual Inertial Odometry）和光检测和测距（LIDAR）技术。
泰勒表示，立体视觉惯性测距要求在四旋翼无人机前安装两个立体照相传感器。立体相机具有多个镜头，每个镜头带有单独的图像传感器，这就意味着能使用三角测量算法模拟人眼的感知距离和三维能力，并且这种立体视觉方法可以解决尺度模糊的问题。
DARPA指出，惯性测量导航还能利用冷原子干涉技术，这种技术使用软件算法监测传感器内部致密原子的加速度与旋转性。
据报道，试飞的无人机具有一个“点头”LIDAR传感器，顾名思义，这款传感器能来回扫描，就像点头一样。LIDAR系统使用特殊的近红外激光器，会释放电磁脉冲并测量返回波长，从而计算距离和路径上物体的3D形状。
试飞中探索的另一种方法，是从人们提供方位的方式中获取灵感。
科学系统公司AeroVironment首席研究员安德鲁·布朗宁博士表示，当GPS无法使用，并且与基站没有任何遥控连接时，这种方法面临的其中一个挑战是，飞行之前，对环境知之甚少。
麻省理工大学Draper实验室的首席研究员尼古拉斯·罗伊博士表示，为了解决这个问题，另一项无人机原型技术将地理或物体线索预先编写到无人机软件中，以便让无人机在感知到障碍物时左转。另外，导航技术依赖实时传感器和决策，最终人工智能学习技术可能会也被纳入其中。
DARPA发布的新闻稿指出，FLA计划希望无人机使用轻量、现有技术，并使飞行速度达到45 mph，即45英里/每小时。
Ledé表示，FLA的目标是开发高级算法允许无人机或无人驾驶地面车辆不依靠人类遥控操纵装置、GPS或任何无人机或车辆的数据链运作。但面临的挑战是开发最先进的软件程序，提供更复杂的解决方案，而不仅仅是增加该技术的计算能力，因为计算硬件为四旋翼增加了累赘的重量。理想情况下，自主飞行无人机的算法将在类似智能手机的单个计算主板上运行。
既然这一轮测试已告一段落，不必依赖GPS的小型自主飞行无人机将会迈入项目第二阶段。
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2017年7月