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設(shè)備與工具
一架使用SwRI開發(fā)的自主軟件的無人機(jī)在核設(shè)施中導(dǎo)航。SwRI 使用激光雷達(dá)數(shù)據(jù)和探索算法構(gòu)建了該設(shè)施的地圖。圖片來源：SwRI
美國西南研究院 (SwRI)開發(fā)了一種帶有同步定位和測繪 (SLAM) 系統(tǒng)的無人機(jī)，該系統(tǒng)可以完全自主地運(yùn)行，而無需事先了解其環(huán)境。
SwRI 在EnRicH 2021 歐洲機(jī)器人黑客馬拉松（EUROPEAN ROBOTICS HACKATHON）期間測試了自主無人機(jī)的能力。在黑客馬拉松期間，無人機(jī)的任務(wù)是在沒有人類飛行員幫助的情況下進(jìn)入 Zwentendorf 核電站并探測輻射源。
該團(tuán)隊創(chuàng)建了一架無人機(jī)，該無人機(jī)使用新算法和計算機(jī)視覺來探索和繪制未知環(huán)境。該無人機(jī)配備了激光雷達(dá)傳感器、飛行時間相機(jī)和輻射探測器。試驗(yàn)期間，該團(tuán)隊使用無人機(jī)上處理器和地面處理器執(zhí)行SLAM、探索、決策、自動駕駛、計算機(jī)視覺分析、傳感等任務(wù)。
作為挑戰(zhàn)的一部分，SwRI 的無人機(jī)能夠成功定位隱藏在不同位置的鈷 60（一種放射性同位素）的兩個來源。
Zwentendorf 核電站位于奧地利維也納西北約 20 英里處。它是世界上唯一一座建成但從未投入運(yùn)行的核電站。它于 1978 年完工并裝載了燃料，但奧地利隨后決定不信任核能，因此該項目被廢棄。
SwRI智能系統(tǒng)部門的 項目經(jīng)理 Chris Bang 說：“規(guī)劃器顯示出強(qiáng)大的靈活性，能夠在以前未知的環(huán)境中熟練地運(yùn)行。它證明了其實(shí)時適應(yīng)、學(xué)習(xí)和執(zhí)行任務(wù)的能力，這在時間緊迫的搜救和危險場景中至關(guān)重要?！?/p>
重建 LiDAR 點(diǎn)云以創(chuàng)建電動渦輪機(jī)的高分辨率圖像。圖片來源：SwRI
與其他地圖繪制技術(shù)需要機(jī)器人在一個區(qū)域周圍手動驅(qū)動才能繪制地圖不同，SwRI 的無人機(jī)能夠在自主探索時實(shí)時繪制內(nèi)部結(jié)構(gòu)和開放空間的空間地形圖。
SwRI 的 UAS 研究團(tuán)隊經(jīng)理 Eric Thorn 說：“今天的無人機(jī)和地面機(jī)器人通常需要大量人工操作。我們展示的自主性有可能顯著減輕人類操作員的負(fù)擔(dān)，讓機(jī)器人系統(tǒng)能夠獨(dú)立行動并自行操作?！?/p>
SwRI 的無人機(jī)可用于完成人類獨(dú)自完成的危險工作，例如協(xié)助危險的搜索和救援任務(wù)，以及在自然災(zāi)害發(fā)生后對工業(yè)設(shè)施或基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行危險檢查。
在 EnRicH 2021 上，SwRI 獲得了無人機(jī)測繪獎。SwRI 參加了三項活動中的兩項，即探索任務(wù)和搜救任務(wù)。該活動的目標(biāo)是為開發(fā)人員提供在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中測試他們的技術(shù)的機(jī)會。
SwRI 并不是開發(fā)這種技術(shù)的唯一組織。2021 年 4 月，Exyn Technologies宣布已實(shí)現(xiàn) 4A 級自主，這意味著它能夠自由飛行探索復(fù)雜空間。在這個級別，不需要人工操作員在場，并且可以隨時控制系統(tǒng)。
左側(cè)，激光雷達(dá)圖像顯示了無人機(jī)在安全殼入口上方盤旋時的視角。右下角的黑色矩形是通風(fēng)井。沒錯，無人機(jī)飛進(jìn)了通風(fēng)井。輻射探測器在位于豎井中的紅色管道中識別出鈷 60。
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