2020年最酷的十个无人机项目（下）

在上一篇文章中，我们介绍的项目大多来自于大家耳熟能详的行业大牛、科技独角兽、学术与技术的双重天花板……令人炫目的同时似乎也有点遥不可及。不过别忘了，技术领域的发展是社区所有参与者共同贡献推动的。2020年内举办的各种机器人学术顶会，如ICRA和IROS，令人惊艳的无人机项目一个接一个。除此以外，民间团体和企业的力量同样也无法忽视。无人机产业正在经历第二次的增长期，开源与模块化是大家关注的重点；也许在未来数年，无人机就会变成如智能机一般在人们生活中必不可少的智能设备，而谁又能否定，我们现在身处的不是一个产业元年呢？

6.普罗米修斯（Prometheus）-英国高校企业联合项目

有人会误认为，科研开发者或技术研究者，对科幻电影的态度是不屑一顾的。只因它们为图视觉效果而展示的虚构科技太过超前、梦幻且不切实际。但科幻电影之于技术者和荒朝野史之于史学家的意义是不同的。它们不仅是消遣或谈资，有时也能成为明灯和催化剂。

在2012年的科幻电影《普罗米修斯》中，有一个令人印象深刻的场景。宇航员们在探索未知的外星遗迹时，释放出了多台球形的无人机。这些无人机通过自主式的飞行探索和激光扫描，在普罗米修斯飞船的系统中实时建立了遗迹洞穴的三维模型。彼时头次观影的观众兴许尚未意识到这将是《异形》的前传。雷德利·斯科特导演大概也未意识到，这个场景将会启发众多无人机开发者。

诞生于一次创新研讨会上的普罗米修斯就是这样一个项目。英国铁路公司Network Rail的首席工程师在谈论希望能有一款设备可以钻入地下并绘制山洞地图时，来自曼彻斯特大学的工程师脱口而出：“嘿，这不就是普罗米修斯里那个吗？”刚好都看过这部电影的两人就这样一拍即合，开启了这个项目的第一步。如今，普罗米修斯已经是一项由Headlight AI牵头，曼彻斯特大学、布里斯托大学和Network Rail等众多高校与机构参与其中的大型项目。为期两年，耗资220万英镑。期望彻底改变铁路，公用事业，建筑和采矿业的地下检查。

普罗米修斯（Prometheus）-英国高校企业联合项目

如今，普罗米修斯已经是一项由Headlight AI牵头，有曼彻斯特大学、布里斯托大学和Network Rail等众多高校机构参与其中的大型项目。为期两年，耗资220万英镑。期望彻底改变铁路，公用事业，建筑和采矿业的地下检查。

当然，用无人机探索山洞似乎不算什么新鲜事儿了。DARPA（美国国防高级研究计划局）也开展了针对该类型的活动“地下”挑战赛。但规模和投资能达到如此规模的也并不常见，这也许能刺激其他公共项目对无人机技术的依赖。而对于理工科的人来说，没有什么能比实现科幻电影中的技术更令人兴奋的了。

项目介绍：https://www.youtube.com/watch?v=x1fWbWDQWBc&t=11s

https://www.bbc.com/news/business-55191623

 

7.Prometheus自主无人机开源项目-阿木实验室

无独有偶，正如不止一人因为喜爱《星球大战》才进入了NASA，《普罗米修斯》当然也不止启发了仅仅一帮人。关注我们阿木实验室较久的朋友都知道，阿木的无人机分为JCV系列（基础机架），Z系列（简易开发）和P系列（进阶开发）。不过，似乎很少有人问我这些系列的首字母代表了什么，我也少有机会和人叨叨：“P系列的P当然是Prometheus的P啦！”

 

Prometheus是一套开源的项目，旨在为无人机的智能与自主飞行提供成熟的平台方案和开发接口。该项目由北京理工大学的博士后团队负责主要维护，阿木实验室则提供硬件匹配和功能落地。在项目立项之处，原本的目标只是“要把普罗米修斯里的无人机实现成真！”。而众所周知的，如今在SLAM和RGBD的加持下，用无人机实现正式环境的建图已不是什么稀奇事儿了。 

Prometheus自主无人机开源项目-阿木实验室

但是，Prometheus项目的发展完全超过了创始人最初的设想。在开源和模块化设计的基本理念下，Prometheus开源项目无时无刻都在社区参与者的贡献下迭代优化。而在今年，Prometheus项目不仅成功实现了GPS、UWB和动作捕捉多种设备下的无人机集群编队，还对目前的P系列无人机进行了全面的更新升级。全新的P300/P600在维持现有拓展空间的情况下，着重增强了载荷与续航，为接下来的新功能和新组件提供了硬件基础。

项目主页：
https://github.com/amov-lab/Prometheus

8.EVDodgeNet运用事件相机的动态障碍物避障-苏黎世大学

苏黎世大学虽然比起苏黎世理工给人感觉更偏“文”一些，但他们同样有着超厉害的无人机团队。Davide Scaramuzza教授在2012年成立实验室后，就一直在耕耘“事件相机（Event Camera）”这一新领域，每年都有论文产出。事件相机工作时并不是在记录一个场景，而是记录一个场景的变化，并对每个像素的光暗变化进行响应，这意味着它比起传统相机更能对快速移动物体和突发时间作出反应。更重要的是，作为一种能给无人机提供动态响应的方法，它的成本非常低。

 

 

而Davide Scaramuzza教授在ICRA2020上公开的最新成果，就是利用事件相机实现无人机对动态障碍物。比如一个急速飞来的棒球的实时避障。在通过使用一系列浅层神经网络的深度学习后，无人机便能通过机载计算机和事件相机实现对动态障碍物的躲避。它的动态效果是如此柔顺如丝，机智聪颖……更重要的是你真的很难想象它的成本有多低。

视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1EX4y1T7uk/

事件相机在无人机上的应用算是一个新玩意儿，由于它不输出传统的图像信息，因此Open CV的各种算法与它是无缘的，算是一种局限性。但是，从学术角度来说，FAST特征点、光流还有VIO、SLAM、语义分割这些都拉到事件相机上跑一下的话，岂不是一篇又一篇的新文章？

话又说回来，Davide Scaramuzza教授的实验室今年可真整了不少新活，从深度学习驱动的无人机杂技和自主竞速，到事件相机新的应用方向…利马特河岸（UZH与ETHZ坐落之处）可真是块无人机的宝地。

文章链接：https://arxiv.org/abs/1906.02919

项目链接：http://prg.cs.umd.edu/EVDodgeNet

苏黎世大学机器人与感知小组主页：http://rpg.ifi.uzh.ch/index.html

9.CIMON-2空间站智能助手-欧洲航天局

也许还有人记得，去年NASA将一个机器人助手“Astrobee”送上了空间站，帮助宇航员处理一些日常观测和维护任务。这个通过电风扇推进的立方体似乎更加符合我们对未来科幻的设想：一个可以自由漂浮移动的机器人助手。

 

既然都在一个地方干活，欧空局自然不甘落后。在去年将智能助手CIMON送上空间站完成测试后，又迫不及待的把CIMON-2也送了上去。智能助手的任务很明确，为人类宇航员提供任务辅助、状态监控等工作。同时CIMON似乎更专注于人机交互方面，可以通过语音控制，还拥有一张……炯炯有神的大脸，能与宇航员们聊聊天减轻精神压力。

CIMON-2空间站智能助手-欧洲航天局

有人说它不算无人机……嘿！它也是扇叶推动的好吗！更别说它的语音交互是可以在无人机上推进的方向，虽然地面上的无人机运行时噪声还有点大。无人机未来在微重力环境的应用也是一个有趣的方向，尽管这个方向目前还没几个人接触的到……噢对了，CIMON是在Ubuntu上运行的，虽然暂时没有资料显示它和Robonaut 2一样是基于ROS开发的。

Astrobee介绍：https://www.nasa.gov/astrobee

CIMON介绍：https://en.wikipedia.org/wiki/Cimon_(robot)

10.无人机开源地下环境的自主弹性探索项目-挪威科技大学

如果说上面介绍的英国普罗米修斯项目还只是在筹划阶段（还筹了不少钱），那么挪威科技大学的自主机器人实验室则把普罗米修斯的无人机搬到了现实中来。而更加不留情面的是，他们已经在ICRA2020上把它开源了。

 

该项目是挪威科技大学对DARPA地下挑战赛的回应。作为最新的成果，查理（Charlie）空中机器人侦察兵，将LiDAR，视觉，热力和惯性数据整合并融合在一起，进行自我定位并以多模式方式绘制环境图。

 视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1AK411g7GA/

无人机的自主路径规划使用到了两种算法，分别是基于图像的探索路径规划（GBPlanner）和基于运动基元的探索路径规划（MBPlanner）的，它们都是以ROS功能包的形式发布的。

既然普罗米修斯的无人机已经有了，那离找到外星遗迹……应该也不远了吧？

​项目主页：https://www.autonomousrobotslab.com/subtplanning.html

GBPlanner主页：https://github.com/unr-arl/gbplanner_ros

MBPlanner主页：https://github.com/unr-arl/mbplanner_ros