日前,滇中新区未来交通创新研究院王青旺教授团队的陈冠昊点击手中遥控器“起飞”指令后,一架无人机缓缓起飞,在全程无人操控的情况下,机身上的“眼睛”识别到前方障碍物,无人机迅速作出向左偏移45度的飞行决策,机身灵巧地避开障碍。
这枚“眼睛”仅175克,专业学名叫视觉自主导航系统,能让无人机在面对高山峡谷等复杂地形和应对滑坡、泥石流等突发自然灾害的应急救援任务时,如同人类的双眼,独立感知周围环境,在没有GPS的情况下,自主避开障碍物,精准抵达目标区域。
“目前在无人机领域,端到端视觉导航模型正受到广泛关注与研究,但在云南实际落地中,面临一个极大的安全隐患——模型高度依赖过去学习过的数据指令,一旦遇到训练数据中未曾出现的复杂或极端地形,就可能产生错误决策,导致无人机飞行失控甚至坠毁,尤其是在高原、山地丛林密布地区。”王青旺介绍,针对这一核心痛点,团队从软硬两方面入手,重点攻克仿地飞行与丛林避障技术。软件上,将“刚体动力学规律”显式嵌入无人机神经网络架构中,确保视觉自主导航中的AI大脑在执行高度抬升或避障动作时,动作指令严格受物理定律约束,解决了决策违背常识的风险。硬件上,选用低惯性小型机架并强化减震,保障了狭窄环境下的穿梭灵敏度与视觉稳定性。
在这些操作下,无人机的综合性能得到显著优化。据团队监测,改进后的无人机在模拟高原山地丛林环境中,自主避障成功率得到有效提升,在复杂地形下的飞行轨迹偏差降低,意味着即便在高原峡谷区域,也能稳定完成预设航线飞行。同时,由于神经网络嵌入了物理规律约束,无人机在面对训练数据中未出现过的极端地形时,不再产生“决策幻觉”,飞行安全性和任务可靠性大幅增强。
“当前,团队已成功完成了全流程的室内实机自主飞行测试,正积极推进小型化无人机平台的扩充与软硬件迭代优化,为下一步在更为复杂的野外非结构化环境中开展全自主飞行测试奠定基础。”陈冠昊告诉记者。
本报记者 舒珺珩


