该团队研发了安全高速飞行机器人(SUPER),其飞行速度可超过20米/秒,仅依靠机载传感器和计算能力就能避开细至2.5毫米的障碍物(如电线或树枝)。紧凑型设计使其轴距仅280毫米,起飞重量仅1.5公斤,展现了卓越的敏捷性——可在夜间穿越密林并灵巧规避细线障碍。
张教授称此项发明将革新无人机技术领域:"想象一只'机器鸟'在林中高速穿梭,轻松闪避树枝与障碍物。这是自主飞行技术的重大突破。我们的系统使微型飞行器(MAV)能在高速状态下安全穿越复杂环境,达到了前所未有的安全水平。这如同赋予无人机鸟类般的反射神经,使其在向目标疾驰时能实时规避障碍。"
突破性进展在于硬件与软件的尖端集成:SUPER采用轻量级三维激光雷达(LIDAR)传感器,可精准探测70米内的障碍物;同时搭载先进规划框架,能在飞行中生成双轨迹——一条通过探索未知空间实现速度优化,另一条则维持在已知无障碍区域优先保障安全。
通过将激光雷达数据直接作为点云处理,系统大幅缩短计算时间,实现高速状态下的快速决策。该技术已在古迹自主勘探等现实场景中验证,并在室内外环境中均展现出流畅的导航能力。
论文第一作者任云帆表示:"规避细窄障碍与穿越狭小空间的能力,为搜救等分秒必争的应用开辟了新可能。SUPER在包括夜间在内的各种光照条件下的鲁棒性,使其成为全天候作业的可靠工具。"
研究团队预见该创新技术的广泛应用场景:涵盖自主配送、电力巡检、森林监测、自主勘探测绘等领域。在搜救任务中,搭载SUPER技术的微型飞行器可昼夜快速穿越废墟或密林等灾区,比现有无人机更高效定位幸存者或评估危险;灾情救援时还能向偏远 inaccessible 区域投送关键物资。
Story Source:
Materialsprovided byThe University of Hong Kong.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Yunfan Ren, Fangcheng Zhu, Guozheng Lu, Yixi Cai, Longji Yin, Fanze Kong, Jiarong Lin, Nan Chen, Fu Zhang.Safety-assured high-speed navigation for MAVs.Science Robotics, 2025; 10 (98) DOI:10.1126/scirobotics.ado6187
2025-07-01
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