E安全7月13日訊 美國國防高級研究計劃局（DARPA）「快速輕量自主飛行」（FLA）計劃上個月經過成功試飛後證明，小型無人機很快將不需要依靠GPS或人為操控自主導航。

DARPA發布新聞稿指出，在佛羅里達州中部經過四天的測試後，DARPA最近宣布取得重大突破。試飛標誌著小型四旋翼無人機取得顯著進展，能在無人操控或無GPS導航的情況下越過障礙環境。高級軟體演算法和感測器能使無人機越過障礙物自主導航，發現目標物體。

DARPA公共事務官員表示，無人機能幫助士兵遠程評估GPS無法正常使用的建築內、地下等作戰領域，或在敵人干擾電子信號時進行評估。這種無人機還可以收集傳回給操作員的全動態視頻或靜態圖像。

DARPA FLA項目經理JC Ledé解釋稱，小型的低成本無人機過渡依賴遙控操縱裝置和GPS，這不僅是為了了解無人機的具體位置，還用於糾正無人機預計高度和速度中的誤差。FLA計劃中的無人機必須依賴自身的精確度避免障礙物，並完成任務。

無人機如何自行繞過障礙物？

在無法使用GPS的環境中試飛論證了幾種不同的導航方法和技術。

立體視覺方法

據賓夕法尼亞大學計算機與信息科學教授卡米羅·泰勒描述，其中一種方法是使用立體視覺慣性測距（Stereo Visual Inertial Odometry）和光檢測和測距（LIDAR）技術。

泰勒表示，立體視覺慣性測距要求在四旋翼無人機前安裝兩個立體照相感測器。立體相機具有多個鏡頭，每個鏡頭帶有單獨的圖像感測器，這就意味著能使用三角測量演算法模擬人眼的感知距離和三維能力，並且這種立體視覺方法可以解決尺度模糊的問題。

DARPA指出，慣性測量導航還能利用冷原子干涉技術，這種技術使用軟體演算法監測感測器內部緻密原子的加速度與旋轉性。

據報道，試飛的無人機具有一個「點頭」LIDAR感測器，顧名思義，這款感測器能來回掃描，就像點頭一樣。LIDAR系統使用特殊的近紅外激光器，會釋放電磁脈衝並測量返回波長，從而計算距離和路徑上物體的3D形狀。

預先編寫地理等線索到無人機軟體

試飛中探索的另一種方法，是從人們提供方位的方式中獲取靈感。

科學系統公司AeroVironment首席研究員安德魯·布朗寧博士表示，當GPS無法使用，並且與基站沒有任何遙控連接時，這種方法面臨的其中一個挑戰是，飛行之前，對環境知之甚少。

麻省理工大學Draper實驗室的首席研究員尼古拉斯·羅伊博士表示，為了解決這個問題，另一項無人機原型技術將地理或物體線索預先編寫到無人機軟體中，以便讓無人機在感知到障礙物時左轉。另外，導航技術依賴實時感測器和決策，最終人工智慧學習技術可能會也被納入其中。

DARPA發布的新聞稿指出，FLA計劃希望無人機使用輕量、現有技術，並使飛行速度達到45 mph，即45英里/每小時。

Ledé表示，FLA的目標是開發高級演算法允許無人機或無人駕駛地面車輛不依靠人類遙控操縱裝置、GPS或任何無人機或車輛的數據鏈運作。但面臨的挑戰是開發最先進的軟體程序，提供更複雜的解決方案，而不僅僅是增加該技術的計算能力，因為計算硬體為四旋翼增加了累贅的重量。理想情況下，自主飛行無人機的演算法將在類似智能手機的單個計算主板上運行。

既然這一輪測試已告一段落，不必依賴GPS的小型自主飛行無人機將會邁入項目第二階段。

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