多无人机系统自主调查企鹅殖民地

斯坦福大学研究员Mac Schwager在2016年6月举行的sister子婚礼上参加一次偶然的聚会,进入了企鹅世界。在那儿,他得知Point Blue Conservation Science的生物学家Annie Schmidt正在寻找更好的成像方法南极的一个大企鹅栖息地。施瓦格(Schwarger)是航空和航天学的助理教授,他在控制自动飞行机器人的工作方面发现了合作的机会。

三年半后,施瓦格尔的研究生Kunal Shah就这样来到了著名的麦克默多站,为新的多无人机成像系统的首次南极试飞做好了准备,该系统可以协调多个高端自主无人机,但也可以与业余无人机一起使用。

该项目没有一个吉祥的开始。沙阿回忆说:“我的手冻结了。无人机电池太冷了,无法工作。无人机遥控器太冷了。我的电话太冷了,并且闪烁着警告。” “我只是想,'我在这里呆了两个半月,今天是第一天。'?”

沙特和他的同事们并没有惊慌,很快就对其系统进行了调整,这是10月28日在《科学机器人》上发表的一篇论文的主题。该系统反复对位于开普敦2平方公里区域的约30万对阿德利企鹅嵌套企鹅进行了详细的视觉调查。克罗齐尔(Crozier)-大致相当于摩纳哥(Monaco)国家的面积-以及在罗伊德角(Cape Royds)的另一个较小的殖民地,约有3,000对嵌套。之前人类对Crozier角殖民地进行的无人机调查花费了两天的时间,与美国国家科学基金会(NSF)和美国南极计划(USAP)合作完成的新一轮调查大约在两周内完成半小时,这要归功于路线规划算法,该算法可协调2到4架无人驾驶无人机,并优先考虑有效覆盖该殖民地。

高级作者施瓦格说:“只要将所有这些设备移动到一个远程站点,然后就可以准备,部署和部署它,而无需帐篷和小木屋,这真是了不起。”令他失望的是,他未能加入现场团队。“这确实说明了在远程环境中实用的自主机器人系统如何实现。”

由斯坦福大学路径规划算法确定的自主无人机路线的可视化,该算法位于南极洲克罗齐尔角的阿德利企鹅栖息地,覆盖面积约2平方公里。信用:Kunal Shah

速度至关重要

以前曾对企鹅殖民地进行过航空勘测,通常使用直升机或一架无人驾驶飞机。直升飞机方法可产生出色的图像质量,但价格昂贵,燃油效率低并且有打扰鸟类的风险。一次无人机调查非常耗时,而且由于无人机必须在距离殖民地约五公里(三英里)的安全距离内发射,因此很难导航。无人机的另一个缺点是,它们必须在电池寿命只有12-15分钟的情况下才能飞抵该殖民地。飞行条件突然变化的持续威胁进一步增加了快速测量的重要性。

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