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浙江大学开发四旋翼无人机导航系统使无人机能够自主执行精确的飞行运动

盖世汽车钟群 2025-04-23 08:05:00

盖世汽车讯据外媒报道，中国浙江大学一个由网络系统研究员、工程师、光学专家和机器人专家组成的（Zhejiang University）研究团队开发出一种四旋翼无人机导航系统，使其能够自主执行精确的飞行动作。研究人员在发表于期刊《Science Robotics》的论文中写道，该团队开发了一种多管齐下的系统，可使四旋翼无人机在室内外安全地自主执行复杂的特技飞行动作。

图片来源：《Science Robotics》

如果无人机能够无需人工干预自主执行任务将具有显著优势。例如，它可以在遥控飞行员视距范围之外执行飞行任务，也能大幅降低包裹配送等其他任务的成本。为此，研究人员一直致力于提升无人机的智能化水平。

就在两年前，苏黎世大学（University of Zurich）的研究团队曾开发出号称具有高度敏捷性的四旋翼无人机，能够规避障碍并执行轨迹追踪。在这项新的研究中，中国的研究团队进一步推进了这项工作，让无人机能够自主完成高难度的飞行动作，而这些动作有时是完成特定任务所必需的。

为了增强无人机自主性，研究人员开发了一套将飞行定义为一系列特技意图的系统。每个意图都可以代表姿态的变化——飞行器在3D空间中相对于地平线的位置，这些变化根据周围拓扑结构作出响应，从而实现精确复杂的飞行动作。

该系统还包含轨迹规划器，用于优化飞行路径平滑度并规避固定障碍物。同时配置了解决偏航敏感度的软件模块，以改善偏航旋转问题。实际飞行中，该系统可利用预载地图、机载飞行计算和视觉处理技术，将拓扑参数转换为空中动作，从而可以基于环境条件不断调整飞行路径。值得注意的是，该系统允许飞行器在某些时候采取不稳定姿态——这正是鸟类和蝙蝠能够实现精准飞行的关键机制。

研究团队通过仿真和实体无人机测试验证了该系统的有效性，证实其能保障无人机在室内外环境的安全飞行。测试还表明，该系统可支持无人机自主完成特技飞行，并在障碍赛道中安全导航。