無人機機隊可以幫助尋找失散的徒步旅行者

在森林中尋找迷路的徒步旅行者可能是一個艱巨而漫長的過程，因為直升機和無人駕駛飛機無法瞥見濃密的樹冠。最近，有人提出可以在樹上擺動和編織的自動無人機可以幫助進行這些搜索。但是，用于引導飛機的GPS信號在森林環境中可能不可靠或不存在。

麻省理工學院的研究人員在下周舉行的國際實驗機器人研討會上發表的一篇論文中，描述了一種無人機系統的自主系統，可以在茂密的森林冠層下進行協作搜索。無人機僅使用機載計算和無線通信，而無需GPS。

每個自動四旋翼無人機都配備了激光測距儀，用于位置估計，定位和路徑規劃。隨著無人機的飛行，它會創建一個單獨的3D地形圖。算法可以幫助它識別尚未探索和已經搜索過的地點，因此它可以知道何時完全繪制了一個區域。機外地面站將來自多架無人機的單個地圖融合到可以由人類救援人員監視的全局3-D地圖中。

在實際的實現中，盡管在當前系統中不是這樣，但無人機將配備對象檢測功能以識別失蹤的遠足者。定位后，無人機會在全球地圖上標記遠足者的位置。然后，人類可以使用此信息來計劃救援任務。

“本質上，我們正在用無人駕駛飛機代替人類，以使搜索更有效地進行搜索和救援，”航空航天學系(AeroAstro)研究生的第一作者田玉倫說。

研究人員在模擬隨機生成的森林中測試了多架無人機，并在NASA蘭利研究中心內林區中測試了兩架無人機。在這兩個實驗中，每架無人機都在大約兩到五分鐘內繪制了一個約20平方米的區域，并實時協作將其地圖融合在一起。無人機在多個指標上也表現出色，包括完成任務的總體速度和時間，森林特征的檢測以及地圖的準確合并。

探索和映射

研究人員在每架無人機上都安裝了激光雷達系統，該系統通過發射激光束并測量反射脈沖來對周圍的障礙物進行二維掃描。這可以用來檢測樹木。但是，對于無人駕駛飛機而言，單棵樹顯得非常相似。如果無人機無法識別給定的樹，則無法確定它是否已經探索過某個區域。

研究人員對無人駕駛飛機進行了編程，以識別多棵樹的方向，這更加獨特。使用此方法，當LIDAR信號返回樹木簇時，算法會計算樹木之間的角度和距離以識別該簇。田說：“無人機可以將其用作唯一的簽名，以告訴他們是否曾參觀過該地區，或者它是一個新地區。