无人驾驶,没GPS,一样没问题

2021-07-09 19:13
科学之谜 2021年4期
关键词:电脑游戏方块扫描仪

我們的出行已经离不开GPS导航。但在深海,或者地下的洞穴和矿井,那里可接收不到GPS信号,该如何导航呢?

倘若没有新的技术,我们还真是没辙,只好恢复到最原始的办法——用人来导航。不过现在,无人机可以自己给自己导航了。

这种无人机都装备有激光扫描仪。它在飞行的时候,一边向周围环境发射近红外激光,一边接收反射光;同时,反射信号被输入一个称作“即时定位与地图构建(SLAM)”的算法程序中。SLAM通过计算光线发射和反射的时间差或相位差,换算出被拍摄景物的距离远近,从而快速构建出周围环境的地图(这一点类似雷达或蝙蝠)。这样描绘的地图随着无人机向前移动,范围不断扩大。然后无人机又根据这个实时描绘的地图,自己给自己导航,避开这个,避开那个,在空隙中摸索穿行。一旦地图绘测完毕,它就可以游刃有余地四处飞动了。(GPS导航其实也是这个道理,只是地图是天上的卫星绘制的,不是我们自己的车辆绘制的。)

这让人想起一个叫“挖地雷”的电脑游戏,只要你踩到一个无雷的方块,那么与这方块相连的所有没地雷的区域,豁然一下全打开了。你又可以在新开辟的疆土上继续前进。

当无人机遇到形状不规则的空间时,如果需要的话,可以倾斜地飞行;它也可以降下来,沿着地面用轮子移动;它甚至会沿着墙爬上去。

这种能自动导航的无人机现在是探索危险环境的理想选择。最近,瑞典一家公司利用一架无人机在一口地下矿井中勘探,在短短10分钟内几乎重建了大约为3万立方米的一部分矿井。另一架无人机则被派往一座退役的核电站,帮助绘制里面复杂的地形图。

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