该团队开发出安全可靠的高速空中机器人(SUPER),其飞行速度可超过20米/秒,仅凭机载传感器和计算能力就能避开细至2.5毫米的障碍物(如电线或细树枝)。凭借仅280毫米的轴距和1.5公斤起飞重量的紧凑设计,SUPER展现出卓越的敏捷性,能在夜间穿越茂密森林并精准规避细线。
张教授称这项发明是无人机技术领域的颠覆性突破:"想象一只'机器鸟'在森林中高速穿梭,轻松躲避树枝与障碍物。这是自主飞行技术的重大进步。我们的系统让微型飞行器(MAV)能在复杂环境中高速航行,并达到前所未有的安全水平。这如同赋予无人机鸟类般的反应能力,使其在冲向目标时实时躲避障碍。"
突破性进展在于硬件与软件的精密集成。SUPER采用轻量化三维激光探测与测距(LIDAR)传感器,可精准探测70米内的障碍物。该传感器与先进规划框架协同工作,飞行期间生成双轨迹:一条通过探索未知空间实现速度优化,另一条则通过保持在已知无障碍区域优先保障安全。
系统直接将LIDAR数据作为点云处理,显著缩短计算时间,即使在高速状态下也能快速决策。该技术已在古迹自主勘探等真实场景中通过验证,在室内外环境均展现出无缝导航能力。
论文第一作者任云凡先生表示:"规避细障碍物与穿越狭窄空间的能力,为搜救等分秒必争的应用开辟了新可能。SUPER在夜间等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。"
研究团队预见了该创新技术的广泛应用场景,包括自主配送、电力线巡检、森林监测、自主勘探与测绘。在执行搜救任务时,搭载SUPER技术的微型飞行器可昼夜快速穿越建筑物坍塌区或密林等灾区,比现有无人机更高效地定位幸存者或评估危险。此外在救灾场景中,它们还能向偏远不可达区域投送关键物资。
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
2025-08-22
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