小尺寸也有不足无人机发展的“5s”趋势和掣肘
- 来源：迈飞无人机 标题：宾夕法尼亚VijayKumar：无人机的“5s”趋势与挑战
- 2016/8/15 8:47:25
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小尺寸也有不足 无人机发展的“5s”趋势和掣肘
宾夕法尼亚大学工程学院院长、IEEE、ASMEFellow，美国国家工程院院士VijayKumar在有极高的人气，他在空中机器人（无人机）领域无论是学术还是成果都有极大的成就，在本次CCF-GAIR人工智能与机器人峰会，VijayKumar在报告中提出了无人机发展的“5s”趋势：
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未来机器人多应用于搜索和营救等场景，如果一个无人机体积太大，那么将极不利于其对环境的勘探。面对未知的环境，小型无人机有更强的自主性。像一群小蜜蜂。
但同时，这也带来一些负面的挑战。当一个无人机的尺寸缩小至甚至11厘米的直径，20克的重量，它根本不能移动一些木块、石头等物体。
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又小又安全的无人机，即使碰撞到路人也不会致伤，这样才更容易在生活各种环境中进行飞行控制。而且，由于机器体积变小，其惯性也会减小，能够在发生撞击时迅速自我调整平衡。
smart&speed
无人机在躲避障碍物过程中，能够通过传感器、云端控制、摄像头这样的闭环，此外，依靠计算机视觉对环境进行检测，分析周围环境的特征，实现自我规划路径，就像人看到障碍物知道绕道那样。
但这不只是简单的避障。在螺旋仪和加速仪的配合下，无人机知道如何根据环境特征进行移动。通过每秒做数百次的运算，计算出可行的方位和速度。如图所示，传感器不同的等级、不同的不确定性，我们都可以通过概率学的方法把系统的数据融合在一起，通过一个等式来把它归纳成一个位置和速度的估算。但这个要达到一定灵敏度也仍是个挑战。
此外，无人机在飞行过程中不仅需要可以判断其速度和位置，还需要加以控制，避免走入障碍区。这就需要地图的识别技术了。
1、独立行动；
2、只依靠当地信息：不知道其他团队的需求，它只知道周边近的情况；
3、无个性特征的行为：无需身份。
如何寻找安全轨迹
再跟大家讲一下我们怎么样寻找安全轨迹。
首先构建出一个二维低度，并寻找出一些安全的角度，然后将其作为一个矢量集合，在这一个集合中调整小加速度的轨迹。
一般来说，空中机器人在计算机视觉技术的支持下也能“看到东西”，但它飞行速度很快，且视程只有20米。所以它需要不断更新其地图数据，然后做出飞行决策来绕开障碍物。
小尺寸无人机的美中不足
“小尺寸就很难达到自主性，”VijayKumar教授表示，如果当一个无人机配备了一些部件，整个平台就重达3公斤，悬停的时候，无人机的承重压力就更大了。重要的是，这个空中机器人中有45%到50%的重量都是电缆、传感和外壳。本身无人机是低功耗的，但无效部件占重量的百分比过大，所以造成高功耗。
所以我们有哪些又便宜又轻便的解决途径呢？答案就是我们的智能手机。
Phlone——在手机运行的无人机控制器程序，它可以进行定位和路径决策。也就是说，无人机不需要携带太多笨重的检测设备部件，通过两块芯片，我们就可以将无用的重量转移至手机app化解掉。这也是高通喜欢将无人机功能平台分解的原因。
利用这样的技术，无人机能过进行结构性飞行——有些地方干燥，有些地方潮湿，它都可以通过较好的计算来进行飞行控制。
未来，重型和轻型无人机的推进将依靠这个技术而推进。
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