美國麻省理工學院團隊在六架無人機的飛行環境和模擬中測試了其防撞系統。
近日,美國麻省理工學院(MIT)的一個研究小組創建了一個名為Robust MADER的軌跡規劃系統,可以讓在同一空域中一起工作的無人機挑選安全的前進路徑,而不會相互碰撞。該算法是MADER的更新版本,MADER是2020年的一個項目,在模擬中運行良好,但在現實世界的測試中卻沒有得到支持。
最初的MADER系統涉及每個代理廣播其軌跡,以便其他無人機知道它打算去哪里。在模擬中,這沒有問題,所有的無人機在計劃自己的軌跡時都會考慮對方的軌跡。當投入測試時,該團隊發現,它沒有考慮到無人機之間的通信延遲,導致了意外的碰撞。
MIT航空和航天學研究生Kota Kondo說:"MADER在模擬中工作得很好,但它還沒有在硬件中測試過。因此,我們建造了一堆無人機并開始飛行。無人機需要相互交談以分享軌跡,但是一旦你開始飛行,你很快就會意識到,總有一些通信延遲會帶來一些故障。"
Robust MADER能夠為無人機生成無碰撞的軌跡,即使在代理之間的通信有延遲。該系統是一個異步的、分散的、多代理的軌跡規劃器,意味著每個無人機制定自己的軌跡,然后與附近的無人機進行檢查,以確保它不會碰到任何一個。
無人機使用一種算法來優化它們的新軌跡,該算法結合了它們從附近無人機那里收到的軌跡,代理人不斷優化和廣播新的軌跡以避免碰撞。
為了繞過共享軌跡的任何延遲,每架無人機都有一個延遲檢查期,它花固定的時間反復檢查來自其他代理的通信,看它的新軌跡是否安全。如果它發現有可能發生碰撞,它就放棄新的軌跡,繼續沿著當前的軌跡前進。這個延遲檢查期的長度取決于代理之間的距離和其他可能妨礙通信的環境因素。
雖然該系統確實要求所有的無人機在每條新的軌跡上達成一致,但它們不必在同一時間達成一致,這使它成為一個可擴展的系統。它可以用于多個無人機在同一空域共同工作的任何情況,如在農作物上噴灑農藥。
MIT的團隊進行了數百次模擬,其中他們人為地引入了通信延遲,并發現MADER在避免碰撞方面100%成功。當用六架無人機和兩個空中障礙物在飛行環境中進行測試時,Robust MADER能夠避免所有碰撞,而舊的算法會造成七次碰撞。
展望未來,研究小組希望將Robust MADER放到戶外進行測試,那里的障礙物會影響通信。他們還希望為無人機配備視覺傳感器,以便它們能夠檢測到其他代理或障礙物,預測它們的運動,并將這些信息納入軌跡優化。
美國麻省理工學院(MIT)的Hyperloop II團隊由一組具有航空航天,機械,電氣和系統工程背景的多學科研究人員組成。
MIT四十名學生合作設計和制造了Hyperloop II,這是一種高速、無摩擦的車輛,旨在通過空氣懸浮技術來運載人員或貨物。Hyperloop與許多需要軌道或在真空管運行軌道列車不同,這款模型僅需要平坦的表面并能在氣墊上行駛。它不依賴昂貴的磁性系統為其懸浮提供動力,不需要高昂的真空環境。
Hyperloop II是2019年在SpaceX Hyperloop Pod競賽中唯一以其功能齊全的空氣懸浮吊艙而聞名。這是一項年度的超級環形高鐵車廂大賽大賽,SpaceX公司旨在鼓勵開發新的運輸方式。該團隊在去年比賽中排名第5,并獲得了創新獎。因為大火摧毀了原始原型后,三周后該團隊再次對其軌道車進行了大幅度修改。
美國MIT開發的AirLev是第一款電動高速無摩擦空氣懸浮軌道車,旨在通過其空氣懸浮技術來運載人員或貨物。該團隊在2019年的SpaceX-Hyperloop大賽上展示了升級版-Hyperloop II,該軌道車在20秒內,以0到200 mph(時速200英里/352公里)迅速提升。
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