算法使自主无人机比人类控制的无人机飞行得更快

过去，在无人驾驶飞机方面，人类飞行员已经能够成功超越自主系统。 然而，苏黎世大学 (UZH) 的一个研究小组开发了一种算法，正在改变这种动态。 

由于电池寿命有限，无人机需要速度快。 这意味着他们必须在尽可能短的时间内执行任务，包括搜索和救援任务、建筑检查或交付。 这通常需要无人机穿过一系列路径点，例如窗户、房间、小空间或其他特定位置。 当飞过这些航路点时，无人机会计算出每个点的最佳轨迹以及加速度或减速度。

团队的算法

研究团队的算法能够找到最快的轨迹来引导四旋翼飞行器（一种拥有四个螺旋桨的无人机）通过电路上的一系列航路点。

Davide Scaramuzza 领导 UZH 的机器人和感知小组以及 NCCR 机器人救援大挑战赛，该挑战赛负责资助 研究.

“我们的无人机在实验赛道上击败了两名世界级人类飞行员的最快圈速，”斯卡拉穆扎说。 “该算法的新颖之处在于，它是第一个生成充分考虑无人机局限性的时间最优轨迹的算法。”

该领域之前的工作主要集中在四旋翼飞行器系统的简化或飞行路径的描述上，这些都是限制因素。 

Phillip Foehn 是一名博士生，也是该论文的第一作者。

“关键的想法是，我们的算法只是告诉无人机通过所有航路点，而不是将飞行路径的各个部分分配给特定的航路点，而不是如何或何时这样做，”Foehn 说。

测试新算法 

为了测试新系统，该团队将算法和两名人类飞行员进行对抗，驾驶同一个四旋翼飞行器通过赛道。 他们依靠外部摄像头来捕捉无人机的运动。 对于自主无人机，这些摄像头向算法提供实时信息，例如无人机在任何给定时刻的位置。 

为了创建一个更加公平的系统，研究人员允许人类飞行员在比赛前在赛道上进行训练。 尽管进行了所有这些训练，算法仍然获胜，并且它的所有圈速都比人类快。 该算法的表现也比人类更加一致。 当它找到最佳轨迹后，它能够重复复制它，这是人类无法做到的。

如果要将其投入商业应用，研究人员必须制造出一种计算要求较低的无人机。 当前的系统需要计算机长达一个小时来计算该事件的时间最佳轨迹，并且它依赖外部摄像头来计算其随时的位置。 科学家们现在想要探索机载摄像头。

即使取得了这些必要的进步，自主无人机的飞行速度比人类更快这一事实仍然是一项至关重要的发展。

“这种算法在无人机包裹递送、检查、搜索和救援等方面有着巨大的应用，”斯卡拉穆扎说。