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研究人员将各种形状和大小的物体扔向摄像机，测量算法检测到物体的效率，物体的大小和投掷的距离不同，检测成功率在81％到97％之间变化，并且该系统仅用3.5毫秒即可检测到靠近的物体。
文丨AutoR智驾 诺一
无人机在避障方面的能力又迈出了一步。
近日，苏黎世大学的研究人员通过使用新型摄像机演示了飞行机器人如何可以检测并躲避快速移动的物体。
为了模拟无人机在恶劣环境下可以更快的飞行，这所大学用球对付正在飞机的无人机。
你看，试验人员将一颗足球从三米远的地方以10 m/s的速度砸向无人机，它敏捷的躲避飞来的球，是自主完成的。
换个方向再来一次，它还是成功了。
而就算是室内，将抛球的距离拉近、抛球力度增加，无人机还是可以成功的完成避障。
速度慢一点再看一次。
虽然说无人机可以做很多事情，但避开障碍物并不是它们的最强项，尤其是当无人机还在快速移动的过程中，躲避障碍物会更加困难。
当前，在销售的大多数无人机都配备可以检测障碍物的摄像头和传感装置，但无人机通常情况识别物体到做出反应需要20到40毫秒。
这个时间可能看起来很短，但是不能保证无人机在高速飞行的过程中可以避开其他无人机或者鸟类，甚至静止的障碍物。
事实证明，大量无人机在飞行过程中使用的是不可预测的，当许多无人机在同一区域飞行时，就可能会出现问题。
克兰菲尔德大学的Ian Horsfall教授及其团队曾制作了一个可以模仿无人机物理特性的射弹，与普通规格的无人机体积和重量基本相同，由压缩空气驱动，射出后时速可达321公里。
无人机发生碰撞非常危险。
为什么当前的无人机避障能力不佳。
首先看一普通无人机的工作原理，传统无人机搭载的摄像机的工作原理是通过持续拍摄整个场景，也就是常说的连拍，需要同时曝光所有图像像素。
但是，采用这种方式的一点缺点是只能在内置计算系统分析完所有像素之后才能检测到运动的物体。
为了解决碰撞问题，苏黎世大学的研究人员对四个螺旋桨的无人机进行了改装，在该无人机上面配备特殊的摄像头和算法。
这个团队将这个特殊的摄像头称之为：事件摄像机。
苏黎世大学机器人与感知研究组以及瑞士国家科研能力中心（NCCR）机器人搜索和救援大挑战负责人Davide Scaramuzza解释道， “对于在搜索和救援领域的应用，时间非常关键，因此我们需要无人机能够尽可能快地飞行，以便在其有限的电池寿命内完成更多工作，但是无人机飞行速度越快，他们与障碍物碰撞的风险就越高，而当障碍物在移动时，这个风险会更高。我们发现，动态视觉传感器事件摄像机（Event Camera）这种新型摄像机非常适合此目的。”
什么是事件摄像机？
事件摄像机具有彼此独立工作的智能像素，也就未检测到变化的像素保持不变，而检测到光强度变化的像素则立即发送信息。
这样的好处是，内置计算系统仅需处理图像中一小部分像素，进而大大加快了计算速度。
为了完美展现事件摄像机能力，首先，研究人员必须开发自己的算法，该算法可以在很短的时间内收集摄像机记录的所有事件，再减去无人机自身移动的影响，基本可以得出摄像机看到的大部分变化。
其次，Scaramuzza和他的团队需要分别对摄像机和算法进行单独测试。
他们将各种形状和大小的物体扔向摄像机，测量算法检测到物体的效率，物体的大小和投掷的距离不同，检测成功率在81％到97％之间变化，并且该系统仅用3.5毫秒即可检测到靠近的物体。
然后就是最严峻的测试：将摄像机放在实际的无人机上，在室内和室外飞行，然后直接向其投掷物体。
测试结果是，无人机能够躲避物体的概率超过90％，其中包括从三米远处扔出的以10m/s的速度靠近的球，如果无人机提前“知道”物体的大小，一台摄像机就足够了。
而如果它不得不面对大小不同的物体时，需要使用两个摄像头为其提供立体视觉。
Scaramuzza认为这些结果表明，事件摄像机可以保证无人机的可飞行速度提高多达十倍，从而扩展了其可能的应用范围。
他说：“无人机将被用于各种各样的应用，比如货物交付、人员运输、航空摄影，当然还有搜索和救援。与此同时，使机器人能够更快地感知并做出决策，对于其他领域的应用将是变革性的，在包括汽车、良好交付、运输、采矿和机器人的远程检查等领域中，可靠地检测到靠近的障碍至关重要。”
这个研究结果已经发表在《科学机器人》（Science Robotics）杂志上，它将帮助无人机在自然灾害等情况下发挥更大的作用。
目前来看，事件摄像机是一项最新的研究成果，现有的无人机物体检测算法不完全适用于它们。
Davide Falanga博士表示，“我们的最终目标是使自主驾驶的无人机达到和人类无人机飞行员一样的水平。当前，在涉及无人机的所有搜索和救援应用中，实际上都是人为控制的。如果我们能够让自主驾驶的无人机像人类无人机飞行员一样可靠地导航，那么我们将能够将其应用于超出人为视线范围或远程控制范围之外的任务，”
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