Exyn將無(wú)人機(jī)升級(jí)至4A級(jí)自主級(jí)別 無(wú)GPS、通信環(huán)境下也能定位

近日，美國(guó)無(wú)人機(jī)公司 Exyn Technologies(下稱 Exyn)將其無(wú)人機(jī)升級(jí)至 4A 級(jí)自主級(jí)別，操作員只需為無(wú)人機(jī)定義一個(gè)地理空間范圍，無(wú)人機(jī)便可以從起飛到著陸有條不紊地探索整個(gè)空間，并自動(dòng)生成高分辨率激光雷達(dá)地圖。

Exyn 是賓夕法尼亞大學(xué) GRASP 實(shí)驗(yàn)室的衍生公司，一直在開(kāi)發(fā)用于檢查礦井等大型非結(jié)構(gòu)化空間的無(wú)人機(jī)。大型非結(jié)構(gòu)化空間下，GPS 通常無(wú)法定位，空間中塵土飛揚(yáng)且十分危險(xiǎn)，對(duì)人類工作來(lái)講極具挑戰(zhàn)性。

此次 4A 級(jí)迭代，使得該公司無(wú)人機(jī)進(jìn)入高度自主化階段，未來(lái)將繼續(xù)向完全自主化邁進(jìn)。

一、Exyn 無(wú)人機(jī)商用：高效、安全探索礦洞等大型復(fù)雜空間

Exyn 的無(wú)人機(jī)共分 8 個(gè)自主級(jí)別，無(wú)人機(jī)逐漸從非自動(dòng)化向初高級(jí)自動(dòng)化，到全自動(dòng)化迭代。

Exyn 無(wú)人機(jī)在 4A 級(jí)版本之前，遇到障礙物時(shí)僅能感知和回避，且無(wú)法在 GPS 信號(hào)外運(yùn)行，操作員需協(xié)助無(wú)人機(jī)完成任務(wù)。

4A 自主級(jí)別的無(wú)人機(jī)攜帶燈、GoPro 運(yùn)動(dòng)相機(jī)、巨大算力、巨大電池和旋轉(zhuǎn)的 Velodyne 激光雷達(dá)，可以在沒(méi)有 GPS、基站、通信的情況下，對(duì)未知環(huán)境進(jìn)行自主感知和導(dǎo)航，探索完后自主返回著陸。

2019 年 2 月，Exyn 介紹了其無(wú)人機(jī)的商用性。

在自主導(dǎo)航系統(tǒng)下，無(wú)人機(jī)可以在沒(méi)有 GPS 的環(huán)境下收集數(shù)據(jù)，用戶地下礦井的測(cè)繪和檢查。對(duì)于采礦作業(yè)來(lái)說(shuō)，必須對(duì)地下溶洞進(jìn)行不斷的分析，以確定鉆爆演練的成功率，工作內(nèi)容極其危險(xiǎn)。

Exyn 的無(wú)人機(jī)能夠自主制作出信息豐富的 3D 地圖，極大地改善礦井的日常運(yùn)營(yíng)和安全。在 4A 級(jí)自主級(jí)別下，無(wú)人級(jí)還可以在不依賴人工控制的情況下獨(dú)自做到這些。

本月，Exyn 還在加拿大勘探與開(kāi)發(fā)者協(xié)會(huì)(PDAC)2021 年會(huì)議上展示了與瑞典采礦公司山特維克(Sandvik)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化采礦技術(shù)。

ExynCEO 納德雷姆(NaderElm)說(shuō)道：“通過(guò)提供世界一流的軟件和技術(shù)，我們使客戶能夠在以前無(wú)法到達(dá)的地下區(qū)域進(jìn)行勘測(cè)。”

二、Exyn 無(wú)人機(jī)技術(shù)：比自動(dòng)駕駛、地面機(jī)器人難度更高

Exyn 的創(chuàng)始人維杰庫(kù)?馬爾(Vijay Kumar)曾說(shuō)道：“能夠指示無(wú)人機(jī)飛行的 AI 開(kāi)發(fā)比起自動(dòng)駕駛汽車或者是地面機(jī)器人的 AI 開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)更復(fù)雜。”

“因?yàn)闊o(wú)人機(jī)所處的世界是三維的，不僅僅需要遵守交通規(guī)則，避開(kāi)行人和樹(shù)木，還必須迂回地避各種地面不存在的障礙物，如鳥(niǎo)類和其他飛行器。此外，無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接還時(shí)常掉線。”

馬爾還說(shuō)道：“自動(dòng)駕駛汽車則可以拉著大電池行走，而無(wú)人機(jī)荷載量小，對(duì)電池性能要求更高。”

當(dāng)前，Exyn 的無(wú)人機(jī)可以高達(dá) 2 米 / 秒的速度飛行，一次飛行可以探索 1600 萬(wàn)立方米，大約 9 個(gè)足球場(chǎng)的體積。如果希望它探索更大的區(qū)域，可以更換電池后再次運(yùn)行。

Exyn 首席技術(shù)官杰森?德瑞克(Jason Derenick)表示，“當(dāng)我們進(jìn)行探索時(shí)，我們要做的是找到可見(jiàn)空間和探索空間以及未知空間之間的邊界。然后，我們計(jì)算候選視點(diǎn)，推斷傳感器可以獲得多少潛在信息，然后系統(tǒng)選擇一個(gè)有機(jī)會(huì)看到盡可能多環(huán)境的視點(diǎn)。”

德瑞克稱，Exyn 的無(wú)人機(jī)在自動(dòng)化商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用版圖已非常清楚了，但他們最感興趣的還是潛在的搜索和救援用途，特別是當(dāng)無(wú)人機(jī)群協(xié)同工作時(shí)。“想象一下，當(dāng)你需要在山洞找一個(gè)迷路的人，你就可以在入口放一堆無(wú)人機(jī)，告訴它們?nèi)ダ锩嫣剿鳎钡秸业揭粋€(gè)人。”

在“無(wú)人機(jī)視角”下，人相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)態(tài)障礙物。讓無(wú)人機(jī)尋找一個(gè)人，則需要讓無(wú)人機(jī)了解動(dòng)態(tài)障礙物如何移動(dòng)。

自動(dòng)駕駛汽車目前已能做到識(shí)別行人從而安全避開(kāi)，對(duì)于一個(gè)有著嚴(yán)重尺寸和動(dòng)力限制的無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，做到這一點(diǎn)更有難度。

德瑞克還表示，要做到這一點(diǎn)還需要在當(dāng)前的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中增加一個(gè)額外的理解層級(jí)，讓無(wú)人機(jī)理解要尋找的對(duì)象是什么，從而進(jìn)行推演。這也是 Exyn 目前正在做的事。

結(jié)語(yǔ)：迭代后的 Exyn 無(wú)人機(jī)用途更廣

在 Exyn 的無(wú)人機(jī)自主級(jí)別圖中可以看出，在 4A 高度自主級(jí)別之后，無(wú)人機(jī)還將向著全自動(dòng)化的第 5 等級(jí)邁進(jìn)。

屆時(shí)，Exyn 的無(wú)人機(jī)用途將不僅限于盤點(diǎn)大型倉(cāng)庫(kù)貨物、礦坑探測(cè)、建筑工地安全檢查等領(lǐng)域。在無(wú)人機(jī)群相互協(xié)同下，Exyn 無(wú)人機(jī)將在高度危險(xiǎn)或人類難已抵達(dá)的區(qū)域執(zhí)行更多工作，發(fā)揮更大的作用。

關(guān)鍵詞： Exyn 無(wú)人機(jī) 4A 自主