MIT
麻省理工学院的工程师团队最近开发一套专为无人机设计的VR训练平台Flight Goggles,让无人机可以在空无一物的空间中,“看见”丰富的虚拟场景。
团队设计Flight Goggles的灵感来自于无人机竞速赛,也就是由人类远端操控无人机快速穿越多种障碍的迷宫,包含窗户、门等障碍物,团队开始试想,能否训练出比人类操作飞行更快速且准确的无人机。
团队期望在未来的2~3年内,能够打造出在无人机的竞赛中,打败人类操作的无人机,为了达成这样的目标,必须重新设计全新的训练模式。
目前一般训练无人机的方式,都是在设有障碍物的封闭环境中,训练无人机快速地飞行,但是若无人机在训练的过程中,撞击到障碍物,需要耗费不少成本,工程师就常常需要维修无人机、更换零件。
传统的训练方式适合导航型的无人机,这类型的无人机背设计为慢慢地在环境中飞行,绘制中环境的地图,但是对于快速飞行的无人机就不适合,因为快速飞行的无人机在飞行时,必须能够很快地处理视觉图像。
因此,MIT团队将无人机放在空旷的空间中训练,透过团队开发的VR训练平台Flight Goggles,搭配了动作撷取系统、提供图像的程式和相关的电子设备,能够快速地处理图像后,传送到无人机的系统上,能够大幅地减少无人机撞毁的情况,系统提供也能够在多种不同的虚拟环境下训练无人机。
团队在麻省理工学院体育馆31楼的空间中测试无人机,并架设捕捉动作的摄影机来追踪无人机飞行的方向。团队透过提供图像的程式绘制场景,像是公寓、房间等,再将这些虚拟的图像传送给无人机。
MIT的团队表示,无人机在空旷的空间中进行飞行训练,透过VR创造出的虚拟空间,来学习如何在有障碍物的环境中飞行,无人机系统每秒大约可处理90 Pixel的虚拟图像,大约是人看图像速度的3倍。
研究团队进行了一系列的测试实验,包含让无人机穿越2倍机身大小的虚拟窗户,在10次的测试飞行中,根据捕捉动作的摄影机记录,无人机以每秒2.3米的速度成功穿越虚拟窗户361次,失败3次。
在最后的测试中,团队在测试环境中,架设真实的窗户,测试结果显示,无人机确实能够透过摄影机“看见”真实环境,并做出相对应的动作,团队采用在虚拟环境中训练好的导航算法,在8次的飞行测试中,无人机可以成功穿越真实窗户119次,只有6次失败或是需要人工介入。
甚至,该系统还能用来训练无人机在周遭有人类的环境中飞行,无人机能够虚拟的环境中辨识人类,且若无人机在虚拟的环境中撞上人类,也是无害的。
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