美国麻省理工学院团队在六架无人机的飞行环境和模拟中测试了其防撞系统。

近日，美国麻省理工学院（MIT）的一个研究小组创建了一个名为Robust MADER的轨迹规划系统，可以让在同一空域中一起工作的无人机挑选安全的前进路径，而不会相互碰撞。该算法是MADER的更新版本，MADER是2020年的一个项目，在模拟中运行良好，但在现实世界的测试中却没有得到支持。

最初的MADER系统涉及每个代理广播其轨迹，以便其他无人机知道它打算去哪里。在模拟中，这没有问题，所有的无人机在计划自己的轨迹时都会考虑对方的轨迹。当投入测试时，该团队发现，它没有考虑到无人机之间的通信延迟，导致了意外的碰撞。

MIT航空和航天学研究生Kota Kondo说："MADER在模拟中工作得很好，但它还没有在硬件中测试过。因此，我们建造了一堆无人机并开始飞行。无人机需要相互交谈以分享轨迹，但是一旦你开始飞行，你很快就会意识到，总有一些通信延迟会带来一些故障。"

Robust MADER能够为无人机生成无碰撞的轨迹，即使在代理之间的通信有延迟。该系统是一个异步的、分散的、多代理的轨迹规划器，意味着每个无人机制定自己的轨迹，然后与附近的无人机进行检查，以确保它不会碰到任何一个。

无人机使用一种算法来优化它们的新轨迹，该算法结合了它们从附近无人机那里收到的轨迹，代理人不断优化和广播新的轨迹以避免碰撞。

为了绕过共享轨迹的任何延迟，每架无人机都有一个延迟检查期，它花固定的时间反复检查来自其他代理的通信，看它的新轨迹是否安全。如果它发现有可能发生碰撞，它就放弃新的轨迹，继续沿着当前的轨迹前进。这个延迟检查期的长度取决于代理之间的距离和其他可能妨碍通信的环境因素。

虽然该系统确实要求所有的无人机在每条新的轨迹上达成一致，但它们不必在同一时间达成一致，这使它成为一个可扩展的系统。它可以用于多个无人机在同一空域共同工作的任何情况，如在农作物上喷洒农药。

MIT的团队进行了数百次模拟，其中他们人为地引入了通信延迟，并发现MADER在避免碰撞方面100%成功。当用六架无人机和两个空中障碍物在飞行环境中进行测试时，Robust MADER能够避免所有碰撞，而旧的算法会造成七次碰撞。

展望未来，研究小组希望将Robust MADER放到户外进行测试，那里的障碍物会影响通信。他们还希望为无人机配备视觉传感器，以便它们能够检测到其他代理或障碍物，预测它们的运动，并将这些信息纳入轨迹优化。