很好，因为某些无人驾驶飞机正在避开障碍物，事故仍然会发生。就机器人而言，无人驾驶飞机非常脆弱。无人机与几乎所有其他物体之间的任何形式的重大接触通常会导致灾难性的失控旋转，然后死亡骤然降落中国机械网okmao.com。艰难时期。糟糕，昂贵的时间。
几年前，我们对软件进行了一些有趣的研究，即使在一台电机发生故障后，该软件也可以保持最常见的无人机外形，四旋翼，高空飞行和可控。该软件的最大警告是，它依靠GPS进行状态估计，这意味着如果没有GPS信号，无人机将无法获得保持自身控制所需的信息。
在最近被RA-L接受的一篇论文中，苏黎世大学的研究人员报告说，他们已经开发了一种基于视觉的系统，该系统将状态估计完全纳入了机载。结果：即使在最具挑战性的条件下，任何配备某些软件和摄像头的无人机都可以确保自身安全。
几年前，我们写了第一作者孙思浩（Sihao Sun）的研究，该论文研究了带无功能电动机的四旋翼的高速控制飞行。但是这种创新依赖于外部运动捕捉系统。从那以后，Sun从Tu Delft搬到了UZH的Davide Scaramuzza的实验室，看来他已经能够将他在控制自旋飞行方面的工作与Robotics和Perception Group在视觉方面的专业知识相结合。现在，向下旋转的摄像头可以使旋转的无人机保持稳定和可控：
请记住，该软件不仅可以防止电机故障。无人驾驶飞机本身不仅会频繁运转，而且在软件或硬件方面都会经常发生故障。但是它们确实代表了任何无人机的最有可能的故障点，通常是因为当您遇到某些东西时，最终导致无人机坠毁的是对电动机或螺旋桨的损坏，从而导致失控。
早期解决方案依赖GPS的原因是，旋转的无人机需要状态估计的方法-也就是说，为了实现闭环可控，无人机需要对其位置以及位置如何有一个合理的了解。随着时间的推移而变化。GPS是解决此问题的简便方法，但GPS还是一个外部系统，无法在任何地方使用。
拥有完全内置于无人机内部的状态估计系统更加容易出错，而且，即使无人机以超过20 rad / s的速度旋转，Sun的车载系统也可以通过朝下的摄像头通过视觉特征跟踪来工作。
尽管该系统可以使用常规的向下摄像头正常运行（许多消费者无人机都出于稳定目的而配备了这种设备），但使用事件摄像头（您还记得事件摄像头，对吗？）代替它可以使性能更好，尤其是在低速行驶时。光。
有关此方面的更多详细信息，包括您应该使用快速旋转的部分禁用的四旋翼转子（以及如何使其成为消费类硬件的标准功能），我们通过电子邮件与Sihao Sun进行了交谈。
IEEE Spectrum：无人驾驶飞机如此快速着陆时通常会发生什么？有什么办法可以安全地做到这一点吗？
孙思浩：我们的经验表明，我们可以在无人机旋转时安全地降落。当距离传感器的测量值低于阈值（约10厘米，表明无人机靠近地面）时，我们将关闭转子。在着陆过程中，尽管快速旋转，但推力方向仍围绕重力矢量振荡，因此，无人机的腿部接触地面而不会损坏其他组件。
您的系统可以处理多个电机故障吗？
是的，该系统还可以处理两个相对转子的故障。但是，如果两个相邻的转子或两个以上的转子发生故障，我们的方法将无法保存四旋翼。一些研究表明，仅剩一个转子就可以控制四转子。但是无人机需要非常特殊的惯性，这在实际应用中很难满足。
在有利的环境中，您的系统与依赖GPS的类似系统的性能有何不同？
在有利的环境中，我们的系统优于依赖GPS信号的系统，因为它可以获得更好的位置估计。由于损坏的四旋翼旋转速度很快，因此加速度计的读数很大程度上受到离心力的影响。当GPS信号丢失或降级时，依赖GPS的无人机需要对这些偏置的加速度计测量结果进行积分以进行位置估计，从而导致较大的位置估计误差。将这些错误的估计值提供给飞行控制器可能会轻易使无人机坠毁。
当您说您的解决方案仅需要“机载传感器和计算”时，这些要求是否专门化，或者它们通常与当前的娱乐和商用四旋翼飞机兼容？
我们使用NVIDIA Jetson TX2来运行我们的解决方案，其中包括两部分：控制算法和基于视觉的状态估计算法。控制算法是轻量级的；因此，我们认为它与当前的四旋翼飞机兼容。另一方面，基于视觉的状态估计需要相对更多的计算资源，这对于廉价的娱乐平台可能无法承受。但这对于商用四旋翼飞机来说不是问题，因为它们中的许多比TX2具有更强大的处理器。
事件摄像机还可以用于娱乐或商业用途吗？
许多无人机应用都可以从事件摄像机中受益，特别是在高速或弱光条件下的事件摄像机，例如自动无人机竞赛，探洞，夜间无人机交付等。事件摄像机也仅消耗很少的功率，这是非常重要的。关键任务的优势，例如用于火星探测的行星飞行器。关于太空应用，我们目前正在与JPL合作，探索使用事件相机来解决下一代火星直升机标准相机的主要局限性。