無人機飛行時很容易發生碰撞，即使是小型的障礙物，也可能使其出現故障，因此工程師需要定期修理或更換設備。

　　近日，麻省理工學院的研究人員開發了一種針對無人機的VR訓練系統——飛行護目鏡系統（Flight Goggles），使無人機能夠在物理空間中“看到”虛擬環境。

　　該系統可以顯著降低無人機在實際飛行中遇到碰撞事故的頻率。同時，作為一個測試系統，它可以訓練無人機，使其在不同環境和條件下都能平穩飛行。

　　麻省理工學院航空航天學院副教授Sertac Karaman表示：“我們認為這項技術對無人機的發展至關重要。有了該系統，可以使無人機在飛行過程中更靈敏、速度更快、效率更高。”

　　Karaman 團隊將在下周的“IEEE國際機器人與自動化大會”上，詳細介紹這一系統的相關信息。

　　靈感來源

　　Karaman最初的想法源自一種新興競技賽事：無人機競賽。在競賽中，參賽者遙控的無人機需要穿過迷宮一樣的空間，空間內設許多障礙物(比如窗戶、門)，操控無人機安全通過且速度最快的，將贏得這場比賽。Karaman不禁好奇：使用自動駕駛的無人機，飛行速度上能否與玩家操控的無人機相提并論？甚至比后者速度更快、駕駛精度更高？

　　“接下來的兩三年里，我們計劃用自動駕駛的無人機進行比賽，并擊敗最厲害的參賽者。”Karaman說。為此，該團隊將不得不開發一種全新的培訓方案。

　　目前，訓練自動駕駛的無人機是一項非常艱巨的任務。研究人員要在大型的封閉式測試場地中遙控無人機，在場地上經常掛著護網，以保護那些飛行中出現故障的無人機。他們還設置了一些路障，例如門窗，無人機可以通過躲避這些障礙物以學習飛行。另外，當無人機發生碰撞時，必須對其進行修理或更換，這也會延誤開發并增加項目成本。

　　Karaman說，這種傳統的訓練方式可以用于測試那些對速度沒有硬性要求的無人機，比如用于繪制周圍環境的無人機（只需緩慢飛行）。但是對于需要在飛行環境中快速處理視覺信息的無人機來說，新的培訓系統是必要的，這時就需要某種虛擬環境。

　　VR訓練系統

　　該團隊開發的新型VR訓練系統包括動作捕捉系統、圖像渲染程序和電子設備，使其能夠快速處理圖像并將數據傳輸至無人機。

　　測試無人機的場地位于麻省理工學院31號大樓，內部配備了動作捕捉攝像頭，用于追蹤無人機飛行時的方向。

　　借助圖像渲染系統，Karaman團隊就可以繪制真實的場景，比如公寓或起居室，并將這些圖像傳送給無人機，而實際上這些場景都是虛擬的，無人機周圍空無一物。

　　Karaman解釋道，“無人機將在空蕩蕩的房間里飛行，但我們會構建出一個完全不同的虛擬場景，并使無人機在該場景中飛行。”

　　無人機以大約每秒90幀的速度處理虛擬圖像，大約是人眼處理圖像速度的三倍。為了實現這一目標，Karaman團隊定制了一個嵌入超級計算機的特制電路板，同時在無人機上安裝了IMU（一種測量物體角速率以及加速度的裝置）和一個微型攝像頭。