盖世汽车讯 据外媒报道，麻省理工学院（MIT）和宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）的研究人员开发出名为MIGHTY的新系统，使无人驾驶飞行器（UAV）能够在几毫秒内对障碍物做出反应，同时保持飞行路径的平滑高效。

该系统采用新的数学方法，仅依靠机载计算机和传感器即可实现安全高效的导航，无需依赖昂贵的专有软件。

研究团队声称，该模型能够显著、可靠地改进无人机在配送、巡检和搜救任务中的执行能力。

图片来源：MIT News

实时无人机规划

地震过后，自主无人机可以飞越倒塌的建筑物，绘制废墟分布图并定位幸存者，从而帮助救援人员。在如此危险且变幻莫测的环境中，导航是一项重大挑战，因为无人机必须保持飞行稳定，同时快速避开障碍物。

为应对这项挑战，MIT和宾夕法尼亚大学开发了MIGHTY——一款全新的开源轨迹规划系统，以帮助UAV在复杂环境中实现安全高效地实时导航。该系统仅使用机载传感器和计算硬件，即可生成平滑、高质量的飞行路径，并对障碍物做出反应。

传统的开源轨迹规划器通常先估算两点之间的固定飞行时间，然后再计算最佳路径。虽然这种方法可以加快计算速度，但在动态环境中却存在局限性。如果无人机为避开障碍物而被迫选择更长的路径，就需要大幅提高速度才能达到预设的飞行时间目标，从而降低其安全应对突发危险的能力。

针对这个问题，MIGHTY同时优化飞行路径和飞行时间，而不是将两者分开处理。该系统使用一种称为埃尔米特样条（Hermite spline）的数学方法，生成平滑、精确可控的轨迹，同时最大限度缩短飞行时间。

高效的轨迹规划

同时进行飞行路径和时间计算通常会降低系统速度，并使其难以实时运行。

为了解决这个问题，MIGHTY首先生成一个粗略的飞行路径，而不是从一开始就进行所有计算。然后，它利用无人机机载激光雷达传感器生成的地图，逐步优化路径。这种方法降低了计算负荷，使UAV能够快速应对障碍物，并保持平滑高效的飞行路径。

研究团队称，这种方法显著降低了计算开销，使UAV能够快速适应未知障碍物，同时保持稳定、高效、平稳的飞行轨迹，且无需外部计算基础设施。

在仿真测试中，MIGHTY轨迹规划系统完成任务所需的计算时间仅为现有主流方法的约90%，而到达目的地的速度却提高了约15%。该系统还在真实的UAV上进行了测试，其最高速度可达每秒6.7米，并成功避开了沿途所有的障碍物。

与许多依赖多个软件模块和昂贵专有求解器的轨迹规划系统不同，MIGHTY将所有功能集成到一个系统中，无需外部工具即可实现更快、更高效的飞行规划。研究人员指出，开源设计使该系统更易于部署到实际应用中，例如灾难应对、巡检以及复杂环境下的自主导航。

未来的开发计划包括扩展系统功能，使其能够同时协调多个机器人，并在复杂多变的环境中开展更多飞行实验，同时通过社区反馈不断改进该平台。