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嵌入式AI新技术助力无人机躲避移动障碍

2019年06月13日 11:06 次阅读

能够实现自动躲避的无人机并不新颖,例如大疆的无人机一直拥有这样的功能。但是有没有可以躲避快速移动障碍物的无人机呢?马里兰大学和苏黎世联邦理工学院的科学家们近日在Arxiv.org上发表了一篇文章,“EVDodge: Embodied AI For High-SpeedDodging On A Quadrotor Using Event Cameras” (EVDodge:在四旋翼飞行器上通过嵌入式人工智能使用事件摄像机实现高速闪避)。

嵌入式AI新技术助力无人机躲避移动障碍

他们将微型飞行器的导航堆栈重构之后,提出了一种通用导航问题的人工智能算法,即“Embodied AI”,使得几乎任何四旋翼飞行器都能在只有摄像机和机载计算机的情况下避开移动障碍。研究人员计划在论文发表后发布附带的代码和培训数据集。

该论文的合著者写道:“我们针对一般导航问题开发了一种基于人工智能的公式,据我们所知,这是第一个基于深度学习的解决方案,可用于四旋翼飞行器上的事件摄像机来解决动态避障问题。”

那么它是怎样工作的?该团队的设置包括一个具有良好延迟和高动态范围的图像传感器,以及一个低分辨率的下视摄像头,以及声纳和惯性测量单元。利用收集到的数据,建立一个“浅层”AI网络模型去执行“适度”任务,比如图像序列的去模糊和去噪,以及分割障碍物来计算它们的运动。在五个连续帧中检测障碍物以估计其轨迹或速度,完成后,模型根据其几何结构对其进行以下分类(1)已知半径的球体(2)已知尺寸的未知形状的物体(3)未知物体,从而指导无人机做出相应反应。

嵌入式AI新技术助力无人机躲避移动障碍

研究人员用四种不同的物体进行了测试,包括一个球形球、一辆玩具车、一个飞机模型和一架小型无人机,分别从5米左右距离扔向四旋翼的飞行器,在200多次试验过程中,研究人员取得了70%至86%的成功率,其中玩具汽车和模型飞机的成功率最高。此外,他们还展示出导航堆栈可以适应追踪任务,来证明这种人工算法的普遍通用性。

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