GapFlyt为飞行的四旋翼飞机提供了蜜蜂的教训

研究人员已经提出了一个生物启发系统，以帮助无人机通过小间隙。研究人员测试了他们的系统，并在一篇发表在IEEE Robotics&Automation Letters上的论文中写了一篇分析。

“GapFlyt：基于主动视觉的极简主义结构 - 用于Quadrotor飞行的差距检测”由Nitin J. Sanket，Chahat Deep Singh，Kanishka Ganguly，CorneliaFermüller和Yiannis Aloimonos提供。作者来自马里兰大学帕克分校的Perception and Robotics小组。

他们致力于四旋翼飞机的生物启发设计。这是一个框架，旨在让四旋翼飞行器在没有场景的3D重建的情况下飞过“未知的间隙”，他们说，“仅使用单目摄像头和车载感应。”

他们试图注意到这一切都没有进行3D重建，因此需要仔细研究。在其他地方，他们解释说“今天的研究人员和从业者使用传统的计算机视觉算法，目的是建立一般适用性的表示：场景的三维重建。使用这种表示，构建和完成计划任务，以使四旋翼飞行器能够展示自主性这些方法效率很低，因为它们不是任务驱动的。“

他们说，只要看看飞行昆虫和鸟类，就可以自己解决导航和复杂控制问题，而不需要建立3D地图，并且是高度任务驱动的。

IEEE Spectrum的 Evan Ackerman 很好地提供了蜜蜂课程。

“蜜蜂通过一种极简主义的蛮力方法解决问题：它们飞到一个小洞或间隙，盘旋，来回徘徊一点点收集关于间隙边缘的视觉信息，以及然后引导自己。它不是很快，并不是特别优雅，但它可靠并且不需要太多的执行。“

他们的论文标题反映了他们作为一个团队所提出的问题：“四旋翼是否可以设法通过一个任意形状的间隙而不构建一个明确的场景3D模型，只使用单目相机?”

他们在不同设置和窗口形状的实验中进行测试。拟议的框架在改良的业余爱好四旋翼Parrot Bebop 2上进行了测试。

IEEE Spectrum带有一个照片说明，进一步描述了他们用于实验的内容。据称，改装的无人机包括安装在顶部的NVIDIA TX2模块。对于感应，无人机使用其前置摄像头和向下的光流传感器，它结合了摄像头和声纳。

结果?他们表示，即使最小公差仅为5厘米，他们也取得了“成功率达到85%，达到2.5米/秒”。

IEEE Spectrum指出，他们在150多项试验中获得了成功率，“这些试验适用于各种条件下的不同任意形状的窗户，其中包括一个最小公差仅为5厘米的窗户。”

至于无人机在通过间隙时能够达到的最大速度，2.5米/秒，阿克曼说它“主要受到卷帘式快门相机的限制(可能会在更高的速度下弄乱光流)，但是，这种方法并不适用于高性能无人机。“

为什么他们的工作很重要：本文通过单目摄像头和车载传感解决了未知形状和位置的间隙检测问题。这并不是说，通过差距的问题是新的。作者指出，“经历差距的问题令多年来的研究人员着迷。” 其他地方的研究人员已经提出了计划和控制算法，作者说，有些工作为他们在论文中使用的生物启发方法铺平了道路。