像蝙蝠一樣的無(wú)人機(jī)，你見過(guò)么？現(xiàn)在，它已被實(shí)現(xiàn)出來(lái)了。等等……這跟蝙蝠有什么關(guān)系？事實(shí)上，該無(wú)人機(jī)原理來(lái)自蝙蝠，即：在黑暗中靠回聲定位進(jìn)行飛行。據(jù)研究者介紹，他們只靠廉價(jià)音頻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建。因其體積小，所用材料廉價(jià)，在陌生環(huán)境探索、搜索救援迷路者等領(lǐng)域，有廣泛應(yīng)用。目前，該成果剛被IEEE Robotics and Automation Letters收錄。Reddit上，相關(guān)帖子點(diǎn)贊破千。有網(wǎng)友調(diào)侃道——這項(xiàng)目肯定是蝙蝠俠本人布魯斯韋恩投的。也有網(wǎng)友擔(dān)憂——此類低成本、易實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品也可用來(lái)追捕人類，造成更多傷害。它到底如何實(shí)現(xiàn)的？繼續(xù)往下看。實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)“聽音辨位”在過(guò)去，傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)執(zhí)行障礙物檢測(cè)、定位和地圖構(gòu)建等任務(wù)中，所使用的往往是攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器——但是，這些設(shè)備對(duì)于更小體積的無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，根本帶不動(dòng)。此番，研究團(tuán)隊(duì)參考了蝙蝠發(fā)出超聲波并根據(jù)回聲定位的方式，依靠聲音的發(fā)射與接收，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間的感知。更直白地說(shuō)，讓無(wú)人機(jī)“喊出來(lái)”，再根據(jù)“回聲”來(lái)辨別周邊環(huán)境狀況。數(shù)據(jù)處理方面，鑒于目前主動(dòng)回聲定位算法并不發(fā)達(dá)，團(tuán)隊(duì)依靠一套基于干涉回聲定位算法的端到端的pipeline。其中包含了一個(gè)實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建框架，并集成了粒子濾波和因子圖推斷。不同顏色描繪兩個(gè)麥克風(fēng)在不同位置接收的聲波，這些信號(hào)通過(guò)校準(zhǔn)、周期估計(jì)、粒子濾波得到因子圖，再進(jìn)行相應(yīng)方位和角度的估計(jì)。為實(shí)現(xiàn)上述思路，研究團(tuán)隊(duì)將四個(gè)麥克風(fēng)和蜂鳴器安裝在一種易于開發(fā)的小型無(wú)人機(jī)Crazyflie上面。通過(guò)無(wú)人機(jī)收集數(shù)據(jù)，然后，靠藍(lán)牙傳輸?shù)降孛娑嗽O(shè)備，再進(jìn)行相應(yīng)的處理。如此一來(lái)，分析過(guò)程可小于75ms。到了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，研究者先讓無(wú)人機(jī)逐漸靠近墻壁，該過(guò)程保持高度不變，獲得各距離下，聲波干涉情況，并將之與理論估計(jì)值對(duì)比。結(jié)果顯示兩者較為貼合。而后，他們對(duì)性能（精度）進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)——當(dāng)無(wú)人機(jī)距離墻面40cm以內(nèi)，其測(cè)量值可靠，其最大誤差在2cm以下。當(dāng)距離進(jìn)一步縮小到30cm，角度估計(jì)數(shù)值也變得更可靠，最大誤差小于20度。更進(jìn)一步，研究團(tuán)隊(duì)將麥克風(fēng)數(shù)量改變，測(cè)試其表現(xiàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著麥克風(fēng)數(shù)量變少，無(wú)人機(jī)偵測(cè)性能在下降，但有意思的是，即便只有一個(gè)麥克風(fēng)（下方深色線），其性能表現(xiàn)依然較為滿意。至于無(wú)人機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，識(shí)別障礙精度如何？研究團(tuán)隊(duì)也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。即便在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，無(wú)人機(jī)距墻體8厘米時(shí)，也能表現(xiàn)出不錯(cuò)精度。不過(guò)在角度測(cè)定上表現(xiàn)平平，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，他們的算法在角度估計(jì)方面對(duì)噪聲更為敏感。盡管目前，該方案只能在半米遠(yuǎn)地方，進(jìn)行2cm精度的偵測(cè)，對(duì)比成熟方案仍有差距，但從落地角度看，其成本低、重量輕，體積小特點(diǎn)意味著，該成果在很多場(chǎng)景仍是可靠的替代方案?？蒲袌F(tuán)隊(duì)表示，接下來(lái)，他們還將提高其準(zhǔn)確性，并看看能否消除系統(tǒng)生成聲音的需要，不用“喊出聲”。吉林龍航無(wú)人機(jī)科技服務(wù)有限公司，成立于2016年2月，是吉林省唯一AOPA無(wú)人機(jī)考試中心，歷經(jīng)七年的發(fā)展，現(xiàn)已成為無(wú)人機(jī)培訓(xùn)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，共擁有超過(guò)100萬(wàn)平米的專用無(wú)人機(jī)飛行空域、2000平米無(wú)人機(jī)實(shí)訓(xùn)教室、支持百人同時(shí)進(jìn)行外場(chǎng)實(shí)操飛行訓(xùn)練，超過(guò)100架的各類型無(wú)人機(jī)，可滿足各行業(yè)的無(wú)人機(jī)培訓(xùn)及應(yīng)用需求。