ADVERTISEMENT
衛星導航是大多數現代定位系統的基礎，但它並非總是可靠。兩家公司正聯手打造一種無需GPS的無人機導航系統，將神經形態感測技術與慣性導航系統（INS）融合，為無人機導航開闢新的可能性。
GPS依靠接收器與衛星網路進行無線通訊，以極高的精度三角定位使用者位置。但這些訊號容易受到高大建築物、茂密樹葉或極端天氣的干擾，甚至可能被人為使用欺騙性無線電訊號干擾。
這促使人們設計可以在GPS失效時使用的替代導航方法，但這些方法也存在一些局限性。INS使用加速度計和陀螺儀等傳感器，從已知起點追蹤車輛位置。然而，隨著時間推移，小的測量誤差會積累，最終導致定位精度逐漸漂移。視覺導航系統使用攝影機掃描飛機下方的地形並計算其位置，但這需要大量的運算和數據資源，小型、成本較低的載具無法負擔。
現在，兩家導航技術公司合作，將這些方法融合，各取所長。NILEQ是英國導彈製造商MBDA的子公司，總部位於英國布里斯托爾，生產一種依賴神經形態相機（Neuromorphic Camera）的低功耗視覺導航系統。現在，該系統將與澳大利亞雪梨的Advanced Navigation開發的基於光纖的INS整合，進而創建一個可讓低成本無人機在無GPS環境中可靠導航的定位系統。
「這兩種技術結合起來，確實巧妙地解決了在具有挑戰性、無GPS的環境中導航的問題。你可以在很長的時間內旅行很長的距離。」Advanced Navigation的首席執行長克里斯·蕭（Chris Shaw）說。
蕭表示，在為車輛選擇導航系統時，始終需要在價格和性能之間做出權衡。通常情況下，在無人機等低成本平台上安裝昂貴的高精度INS是不合理的，但更小、更便宜的INS更容易出現位置漂移。「有時候，可能只是10、20分鐘後，你就會開始看到誤差積累，導致定位精度不夠。」蕭說。
捨棄GPS，擁抱攝影鏡頭
視覺導航系統可以提供一種解決方案，它可以定期為INS提供高精度位置更新，INS可以使用這些更新重新校準其位置。但這些系統中使用的高解析度攝影機產生大量數據，這些數據必須使用運算量大的算法與龐大的衛星圖像資料載進行比較。在無人機這樣的小型且功率受限的飛行器上安裝這類運算資源通常是不可行的。
NILEQ的系統透過使用神經形態相機，顯著減少了視覺導航所需的資源。受人類視網膜工作方式的啟發，這些設備不捕捉一系列圖像，而是追蹤傳感器各個像素亮度變化的情況。與傳統攝影機相比，這產生的數據要少得多，並且運行速度要快得多。
該公司表示，其專有算法會即時處理相機輸出，為飛行器經過的特定地塊創建地形指紋。然後，將其與儲存在飛行器上的、從衛星圖像生成的地形指紋資料載進行比較。據MBDA未來概念負責人菲爾·豪頓（Phil Houghton）稱，創建這些指紋的過程會壓縮數據。「這意味著載入到主機平台上的資料載大小微不足道，即時搜索它所需的運算量也很小，」他補充道。
另一方面，豪頓表示，神經形態相機目前無法使用紅外線工作，這將阻礙夜間作業。但他表示，紅外線神經形態相機目前正在開發中，應該會在未來幾年內面世。
蕭表示，神經形態相機比傳統相機貴，價格通常在1000美元左右。但這可以透過將其與更便宜的INS結合使用來抵消。「一些真正高階的導航系統可能需要數十萬美元，」他說。「這種將神經形態相機與低成本、廉價的慣性傳感器一起使用的方法，在成本和尺寸方面都有很大的優勢。」
除了提供INS之外，Advanced Navigation還將使用其AI驅動的傳感器融合軟件，將這兩種技術的輸出結合起來，提供單一、可靠的位置讀數，無人機導航系統可以使用該讀數，就像使用GPS訊號一樣。「這個領域的很多客戶都希望他們可以插入即可使用的东西，不需要很大的學習曲線，」蕭說。「他們不想了解任何細節。」
這兩家公司計劃在今年晚些時候開始對這一結合導航系統進行飛行測試，蕭表示，目標是到2025年中將產品交到客戶手中。
請注意！留言要自負法律責任，相關案例層出不窮，請慎重發文！