科技生活| 无人机群同时飞易碰撞 轨迹规划100%零意外

［星岛综合报道] 当多架无人机在同一空域工作时，例如是在一片玉米田上喷洒农药，它们有可能相互碰撞。研究人员创建了一个轨迹规划系统，使在同一空域一起工作的无人机总是选择一条安全的前进道路。

为了帮助避免这些代价高昂的碰撞，麻省理工学院的研究人员在2020年提出了一个名为MADER的系统。这种多机轨迹规划器使一组无人机能够制定出最佳的、无碰撞的轨迹。每部无人机都会广播它的轨迹，以便其他无人机知道它打算去哪里。然后，在优化自己的轨迹时考虑对方的轨迹，以确保它们不会发生碰撞。

但是，当研究小组在真实的无人机上测试该系统时，他们发现，如果无人机没有关于其伙伴轨迹的最新信息，它可能会无意中选择一条导致碰撞的路径。研究人员修改了他们的系统，现在正在推出Robust MADER，这是一个多机轨迹规划器，即使它们之间出现通信延迟时也能生成无碰撞轨迹。

“MADER在模拟中效果很好，但它还没有在硬件中测试过。因此，我们建造了一批无人机并开始飞行。无人机需要相互交谈以分享轨迹，但是一旦你开始飞行，你很快就会意识到，总是有通信延迟，会引致一些故障，”航空和航天学研究生Kota Kondo说。

该算法包含了一个延迟检查步骤，在此期间，无人机在致力于新的优化轨迹之前会等待一定的时间。如果它在延迟期间收到来自其他无人机的额外轨迹信息，它可能会放弃其新的轨迹并重新开始优化过程。

当Kondo和他的拍档在模拟和真实无人机的飞行实验中测试Robust MADER时，它在生成无碰撞轨迹方面达到了100%的成功率。虽然他们的无人机的飞行时间比采用其他方案的要慢一些，但其他方案都无法保证安全。

研究人员通过运行数百次模拟来测试这个新方案，其中他们人为地引入了通信延迟。在每次模拟中，Robust MADER都能100%成功地生成无碰撞轨迹，而所有的都会导致崩溃。

研究人员还建造了六架无人机和两个空中障碍物，并在一个多机飞行环境中测试了Robust MADER。他们发现，使用原始版本的MADER会导致七次碰撞，但Robust MADER在任何硬件实验中都没有出现意外。

未来，Kondo和他的拍档希望将Robust MADER放到户外进行测试，那里有许多障碍物和噪音类型会影响通信。他们还希望为无人机配备视觉传感器，以便它们能够检测到其他代理或障碍物，预测它们的运动，并将这些信息纳入轨迹优化。

图片：MIT

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