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设备与工具人从树林中走过尚且可能被刮到头发、衣服，但这个无人机似乎不会。
如果面前有一片树林，无人机能自己穿过去吗？现在的技术已经能够做到这一点，但速度一般。
最近两年，港科大沈劭劼教授带领的研究小组向这一问题发起了挑战。他们提出的新方法不仅能让无人机穿过树林，还实现了快速自主导航。
在树林中进行的测试。播放速度：1 倍速。
在室内布置的障碍中进行的测试。播放速度：1 倍速。
从 demo 中我们可以看到，这架无人机可以在障碍重重的室内外快速飞行，即使在拐弯处也不会撞到障碍物。这还要得益于他们提出的一个稳健的 perception-aware 重规划框架——RAPTOR（字面含义：猛禽）。
正如名字中所寄予的期望，RAPTOR 经历了各种复杂环境的考验，结果都能保证无人机的平稳、快速自主飞行。相关研究已经提交给机器人学顶会 T-RO 接受评审。
论文链接：https://arxiv.org/pdf/2007.03465.pdf
项目链接：https://github.com/HKUST-Aerial-Robotics/Fast-Planner
在此之前，该研究团队还有两篇相关论文，其中一篇被 ICRA 2020 接收。
让无人机飞得又快又稳难在哪儿？
近年来，由于轨迹重规划不断取得进展，让四旋翼无人机在未知环境中自主导航已经不是什么难事。然而，大多数方法只适用于中速飞行。是什么阻碍了四旋翼无人机的提速之路？作者总结出了以下几个原因：
1. 在未知的环境中高速运行时，四旋翼无人机需要在极短的时间内重新规划轨迹，以避免撞到障碍物，否则它会坠毁。然而，在非常有限的时间内，大多数方法不能保证快速找到可行轨迹。
2. 目前的方法通常是在一个拓扑等价类中寻找局部最优轨迹，但该类别可能并没有包含平稳、快速飞行所需的最佳解决方案。
3. 现有的方法对环境的感知不足，当飞行速度和障碍物密度变高时，这可能是一个致命的缺陷。如果不注意感知，按照原计划执行的运动可能会遭遇环境能见度受限等问题，进而导致安全航行所需的周围空间信息不足。
图 1 可以更好地说明在重新规划中不考虑感知的后果。为了最小化能量消耗，系统在靠近墙壁的地方生成了一条轨迹。如果沿着这条轨迹飞行，无人机对角落后面未知空间的可见性非常有限，转过去的瞬间才发现障碍物已经近在眼前。然而，此时情况已经难以逆转，无人机可能会直接撞上去。因此，对于无人机的安全、高速飞行来说，积极地观察和避免可能的危险比被动地躲避危险更加关键。
2024-04-27 09:45
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