2
| 本文作者： 宗仁 | 2016-10-13 17:50 |
跟AI大會不一樣，機器人大會是個更崇尚現場競技的地方，比如RoboCup，比如DARPA，比如FIRST，都是你不去參加，你就不知道機器人操控有多難的“比蠢大賽”，不過這次“比蠢”的地點換到了韓國大田——IROS 2016為期三天的Competitions環節中（10月11號-13號），荷爾蒙飆升的比賽專區就舉行了機械手抓取比賽，人形機器人比賽，自主飛行無人機比賽三項時下項目。關于機械手抓取比賽和人形機器人比賽詳見雷鋒網的報道《IROS 2016 | 看過這場機械手比賽，你會發現自己的手值好幾億》《IROS 2016 | 機器人怎么玩魔法？》，這篇文章中雷鋒網著重要寫的是IROS 2016的自主飛行無人機比賽。
自主飛行無人機比賽——顧名思義就是整個比賽除了起飛和降落，全部飛行路徑和行為都不能通過手動控制。但根據雷鋒網的觀察，雖然比賽橫幅上寫著大大的自主飛行無人機（autonomous drone）比賽，比賽期間團隊仍會派出一名遙控人員在比賽場地內負責無人機的起飛和降落，特別是無人機即將撞倒障礙物或者炸雞的情況下，“遙控手”會酌情手動降落無人機。
據現場來自荷蘭代爾夫特理工大學參賽團隊的介紹，他們三個月前根據官網公布的比賽路徑開始為這個比賽準備，但是實際參賽路徑地圖直到比賽前都有微調。
雷鋒網進入場地沿著參賽場地走了一圈，如下圖所示：半個小時內，
無人機沿著左下角的門進去后起飛，沿著左邊飛完，到1位置后要左轉折回來完成“急轉彎”測試; 再穿過中間的3個方框，一直穿到右下角2的位置（“水平鋸齒”測試）；再經過3的位置橙色圓柱體進行“螺旋向上”測試；最后回到中央4的位置，穿過大擺鐘（“動態障礙物” 測試）就算勝利。
雷鋒網趕到賽場的時候，正好碰見來自荷代爾夫特理工大學的團隊（采用基于parrot自定義飛控和算法的戰機），在無人機快飛完中間連續幾個柵欄門的時候，無人機識別出現障礙，這時團隊返回起點重新啟動無人機。（路徑設置程序是提前寫好的，一般無人機飛到一半出現定位，識別或者路徑導航障礙，大部分團隊會選擇從頭再來，比賽最后也會以它們飛地最遠的一次作為最終成績。）
之后是來自韓國Kaist大學的團隊（采用kaist大學自定義飛控，DJI的四軸的戰機），在前面過關斬將，表現一直算穩定，但到最后要穿過動態時鐘的關鍵時候，它居然墜！機！了！經過這次重大“墜機”事故，后面團隊亦嘗試著從頭再來，但不出所料地沒有超越前面那一次在現場看來“相當好”地成績。
接下來是被寄予眾望的蘇黎世理工大學的團隊（采用多家無人機廠商部件自定義的戰機），機器人大賽粉都知道，現場比賽的時候通常大學知名度和比賽結果不成正比。。。如大家所愿，團隊在一開始的時候，一直飛地很穩健，但到了比賽路徑圖1位置轉折回來后再開始穿越正方形框的時候，驕傲的“蘇黎世” 遇到了它們的識別“坎”：要么高度過高，要么過框的時候沒識別準，要么對著框架撞過去……直到最后光榮地輸給了前面兩個團隊～
值得一提的是，還有一只來自成韓國成均館大學的團隊，因為自動飛行路徑設置現場一直沒調試完成，最后改成手動比賽，算是自動變成“重在參與，不計成果”的抱憾隊伍了。
另外還有一只參賽的團隊，雷鋒網去到的時候它們已經比完了加上它們不在最終獲獎的名單上，這里就不做詳細描述了。
……
……
就這樣，因為現場各種bug的出現，參加決賽的5只團隊，本來大家報以厚望的蘇黎世理工并沒有借助它們的算法實力脫穎而出，而是來自韓國的Kaist團隊以離最后一關“一步之遙”的相對勝利成為本次無人機大賽的最終冠軍，來自荷代爾夫特理工大學的團隊當仁不讓地拿到了最終亞軍。
根據現場參賽團隊人員的的介紹，全自動無人機比賽對于參賽人員來說主要有幾個難點：
1）最優路徑規劃
文章開頭有提到，據現場參賽團隊的介紹，他們三個月前根據官網公布的比賽路徑開始為這個比賽準備，但是實際參賽路徑地圖直到比賽前都有微調。
2）飛行和跟蹤控制
識別的時候，無人機對障礙物拍照了后，需要識別出哪里是框，哪里是框架，再從框內飛過去。當同時識別出兩個框架的時候，有識別混亂的風險。
3）定位
現場不支持使用GPS定位，大部分用的視覺識別來計算水平距離，或者用聲納識別來計算垂直高度。
4）障礙物檢測與恢復
基于前面的定位和識別基礎，無人機再做出下一步導航的決策。但很多時候前后兩個框的高度不一，路徑轉換很大。有時還要應對高難度挑戰（過轉動秒針框，螺旋向上飛行）。
而這些原因的背后，凸顯了一個重要問題，那就是之前在戶外參加無人機比賽，我們經常能看到第一人稱視角競速，障礙物穿越，甚至矩陣花樣表演這些眼花繚亂的項目；但把參賽場地轉換到室內的時候，把飛行模式切換為自主飛行的時候，我們已經相對成熟的無人機技術好像突然瘸了腿，傷了眼一樣，變得又蠢又沖～這是否暗示著室內無人機還有很大的發展空間呢？
雷峰網原創文章，未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。
