这架无人机可以玩躲避球，而且可以赢

 
苏黎世大学的研究人员使用新型摄像机演示了一种飞行机器人，该机器人可以检测并避免快速移动的物体。迈向在恶劣环境下可以更快飞行的无人机的一步，它可以在更短的时间内完成更多工作。
无人机可以做很多事情，但避开障碍物并不是他们的最强项，尤其是当它们快速移动时。尽管许多飞行机器人都配备了可以检测障碍物的摄像头，但无人机通常需要20到40毫秒的时间来处理图像并做出反应。它可能看起来很快，但是当无人机本身以高速飞行时，仅避开鸟或另一架无人机甚至是静态障碍物是不够的。当无人机在不可预测的环境中使用时，或者当许多无人机在同一区域飞行时，这可能是一个问题。
几毫秒的反应
为了解决这个问题，苏黎世大学的研究人员为四轴飞行器(带有四个螺旋桨的无人驾驶飞机)配备了特殊的摄像头和算法，将其反应时间缩短到几毫秒，足以避免将球从高空掷向它。短距离。结果发表在《科学机器人》杂志上，可以使无人机在自然灾害余波等情况下更有效。
“对于搜索和救援应用(例如地震后)，时间非常关键，因此我们需要能够尽可能快地导航的无人机，以便在其有限的电池寿命内完成更多工作，”负责机器人技术的Davide Scaramuzza解释说。苏黎世大学的感知小组以及NCCR机器人技术搜救大挑战。 “但是，通过导航快速无人机，也更容易碰到障碍物，如果障碍物在移动，甚至会更多。我们意识到，一种名为Event Camera的新型摄像机非常适合此目的。”
传统的摄像机(例如每个智能手机中的摄像机)都通过定期拍摄整个场景的快照来工作。这是通过同时曝光所有图像像素来完成的。但是，这种方式只能在车载计算机分析完所有像素之后才能检测到运动物体。另一方面，事件摄像机具有彼此独立工作的智能像素。未检测到变化的像素保持沉默，而看到光强度变化的像素立即发送信息。这意味着车载计算机仅需要处理图像中所有像素的一小部分，从而大大加快了计算速度。
事件摄像机是一项最新的创新，现有的无人机对象检测算法不能很好地与它们配合使用。因此，研究人员必须发明自己的算法，该算法可以在很短的时间内收集摄像机记录的所有事件，然后减去无人机自身运动的影响-这通常是摄像机看到的大部分变化的原因。
这架无人机可以玩躲避球-并赢得胜利

 
仅3.5毫秒即可检测到传入的对象
Scaramuzza和他的团队首先单独测试了相机和算法。他们将各种形状和大小的物体扔向相机，并测量了算法检测物体的效率。成功率在81%到97%之间变化，具体取决于对象的大小和投掷的距离，并且该系统仅用3.5毫秒即可检测到传入的对象。
然后最严峻的测试开始了：将摄像机放在实际的无人机上，在室内和室外飞行，然后直接向其投掷物体。无人机能够避免超过90%的时间避开物体(包括从三米远处抛出的球并以每秒10米的速度行进)。当无人机提前“知道”物体的大小时，一台摄像机就足够了。相反，当它不得不面对大小不同的物体时，使用了两个摄像头为其提供了立体视觉。
根据Scaramuzza的说法，这些结果表明，事件摄像机可以将无人机导航的速度提高多达十倍，从而扩展了其可能的应用范围。他说：“一日无人机将用于各种各样的应用中，例如货物交付，人员运输，航空摄影术，当然还有搜救。” “但是，使机器人能够更快地感知并更快地做出决策，对于其他领域来说也可以改变游戏规则，在这些领域中，可靠地检测到进入的障碍起着至关重要的作用，例如汽车，良好的交付，运输，采矿和机器人的远程检查。”
几乎与飞行员一样可靠
未来，该团队旨在在更加敏捷的四旋翼飞机上测试该系统。 “我们的最终目标是使一日无人驾驶无人机能够像人类无人机飞行员一样导航。目前，在涉及无人机的所有搜索和救援应用中，人类实际上都处于控制之下。如果我们能够让无人驾驶无人机像人类无人机一样可靠地导航 飞行员，我们便能够将它们用于视线范围之外或远程控制范围之外的任务。” 是文章的主要作者的学生。