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麻省理工学院的工程师开发自主的“自拍无人机”

2021-07-31 14:50:45来源:

Skydio的无人机被称为R1,配备了13个摄像头,可捕获全向视频。它可以通过应用程序启动或着陆,也可以自行启动。在应用程序上,R1还可以预设为特定的拍摄和飞行条件,也可以手动控制。

如果您是攀岩,远足,跑步,舞者或喜欢在运动中录制自己的任何人,那么现在,无人驾驶飞机的同伴可以为您完全自主地进行所有拍摄。

Skydio是一家由三名MIT校友创立的旧金山初创公司,正在将一种自动视频拍摄无人机(有人称为“自拍照无人机”)商业化,该无人机可以跟踪和拍摄对象,同时可以在任何环境中自由导航。

这款无人机被称为R1,配备了13个摄像头,可捕获全向视频。它可以通过应用程序启动或着陆,也可以自行启动。在应用程序上,R1还可以预设为特定的拍摄和飞行条件,也可以手动控制。

R1的概念大约在十年前在麻省理工学院开始形成,其共同创始人Adam Bry SM '12,Abraham Bacharach PhD '12和Matt Donahoe SM '11 –初次见面并致力于先进,屡获殊荣的工作自主无人机。Skydio于2014年推出,并将在本周向消费者发布R1。

“我们第一款产品的目标是兑现自动飞行相机的承诺,该相机可以了解您的位置,了解其周围的场景,并可以移动自己来捕捉原本无法获得的令人惊叹的视频,”他说。 Bry,Skydio的联合创始人兼首席执行官。

深刻的理解

布瑞说,现有的无人机通常需要一名飞行员。有些提供辅助驾驶员功能的辅助控制器。但这相当于拥有自适应巡航控制系统的汽车-自动调节车速以保持与前方汽车的安全距离,Bry说。另一方面,Skydio“就像是具有四级自主权的无人驾驶汽车,”他指的是汽车自动化的第二高水平。

Bry说,R1的系统集成了涵盖感知,计划和控制的高级算法组件,从而赋予其独特的智能“类似于人在环境中的导航方式”。

在感知方面,系统使用计算机视觉来确定对象的位置。使用深度神经网络,它可以编辑有关每个对象的信息,并根据衣服和大小来识别每个个体。“对于看到的每个人,它都会建立一个独特的视觉识别,以使人与众不同,并始终专注于合适的人,” Bry说。

数据输入到运动计划系统中,该系统可以精确定位对象的位置并预测他们的下一步行动。它还可以识别一个区域的操纵限制,以优化拍摄效果。“所有信息都在不断权衡和平衡…,以捕获流畅的视频,” Bry说。

最后,控制系统将所有信息用于实时执行无人机计划。“没有其他系统具有这种深度的理解,”布瑞说。其他组件可能具有一个或两个组件,“但没有一个组件具有设计并集成在一起的完整的,端到端的,自主的[软件]堆栈。”

布瑞说,对于用户而言,最终结果是一架无人驾驶飞机,它像相机应用程序一样易于使用:“如果您愿意使用iPhone拍照,则应该舒适地使用R1捕获视频。”

用户将无人机放置在地面上或手中,然后在Skydio应用上向上滑动。(也提供手动控制选项。)R1抬起,识别用户,然后开始记录和跟踪。从那里开始,它可以完全自主运行,根据Wi-Fi的可用性,它可以独立于主体保持10英尺到30英尺的距离,也可以手动保持300英尺的距离。

当电池电量不足时,该应用会提醒用户。如果用户不响应,则无人机将找到平坦的地方自行降落。飞行后-可能持续约16分钟,具体取决于速度和用途-用户可以存储捕获的视频或将其上传到社交媒体。

通过该应用程序,用户还可以在几种电影模式之间切换。例如,在“体育场模式”下,对于野外运动,无人机将停留在上方并在活动周围移动,跟随选定的对象。用户还可以将无人驾驶飞机指引到哪里飞行(前面,侧面或不断绕行)。“这些是我们正在努力增加更多功能的领域,” Bry说。

轻巧的无人机可以放进一个普通的背包中,售价约2500美元。

Skydio是一家由三名MIT校友创立的旧金山初创公司,正在将一种自动视频拍摄无人机(有人称为“自拍照无人机”)商业化,该无人机可以跟踪和拍摄对象,同时可以在任何环境中自由导航。

Skydio带翅膀

他说,布瑞(Bry)于2009年加入麻省理工学院。

他加入了无人机自治专家尼克·罗伊(Nick Roy)领导的鲁棒机器人技术小组。在那儿,他遇到了现任Skydio首席技术官的巴哈拉赫(Bacharach),那年他参加了一支在无人驾驶汽车协会(International Association for Unmanned Vehicles International)竞赛中获胜的团队,该团队以自动微型直升机驾驶了模拟核爆炸的后果。Donahoe当时是MIT媒体实验室的朋友和研究生。

2012年,Bry和Bacharach帮助开发了自动控制算法,该算法可以计算飞机的轨迹并确定其“状态”,即位置,物理方向,速度和加速度。在一系列的测试飞行中,一架运行算法的无人驾驶飞机在麻省理工学院的斯塔塔中心下的停车场中的支柱周围移动,并穿过约翰逊运动中心。

这些经验是Skydio的种子,Bry说:“ [Skydio]技术的基础,所有技术的工作原理以及如何将所有技术融合在一起的方法,都是从麻省理工学院开始的。”

毕业后,2012年,布瑞和巴哈拉赫(Bry and Bacharach)从事了工业工作,加入了Google的Project Wing交付无人机计划-在Roy被Google聘请掌管该项目之前的几年。看到无人机需要自治,Bry,Bacharach和Donahoe于2014年成立了Skydio,以实现“无人机在各个行业和应用中都具有巨大潜力”的愿景。

布赖说,第一年,这三位联合创始人在巴哈拉赫爸爸的地下室里工作,获得了“免费租金,以换取院子里的工作”。通过使用现成的硬件,该团队构建了一个“非常丑陋”的原型。“我们从[quadcopter]框架开始,然后在其上放置媒体中心计算机和USB摄像机。胶带将所有东西绑在一起。”布瑞说。

但这台原型机在2015年为这家初创公司提供了300万美元的种子轮融资。在接下来的几年中,额外的几轮融资(总计超过7,000万美元)帮助了MIT,Google,Apple,Tesla和其他顶级高科技公司的初创公司聘用了工程师。

多年来,这家初创公司对无人机进行了精制,并在世界各地的国家进行了测试-在高空和低空,大雪,大风和极端高温和低温下进行试验。Bry说:“我们确实非常努力地尝试对系统进行验证。”

运动员,艺术家,检查

Skydio首款产品的早期购买者主要是记录比赛,训练或表演的运动员和户外运动爱好者。例如,Skydio与特立尼达和多巴哥的奥运跨栏运动员Mikel Thomas合作,后者使用R1分析了他的状态。

但是,艺术家也很感兴趣,Bry补充说:“其中有一个创意元素。我们有人们制作音乐视频。它本身在车道或森林中。他们跳舞并四处走动,相机会回应他们,创造出原本无法获得的超酷内容。”

未来,Skydio希望找到其他应用程序,例如检查商业房地产,电力线和能源基础设施是否损坏。布赖尔说:“人们已经在谈论将无人机用于这些事情,但是它们必须手动飞行,并且不具有可扩展性或可靠性。”“我们正在朝着安静,可靠和智能的时尚,鸟状设备的方向发展,人们每天都可以舒适地使用它们。”