科学家开发新型无人机系统 使用声音看到墙壁

据外媒New Atlas报道，当前许多无人机已经具备利用超声波检测障碍物的功能，能够识别其飞行路径上的单个障碍。一项新兴的技术突破正在将这一功能推向新的高度。由印第安纳州普渡大学的Mireille “Mimi” Boutin教授和慕尼黑工业大学的Gregor Kemper教授共同领导的研究团队，成功让无人机通过声音定位来识别房间内的所有墙壁。

这项创新技术的核心在于利用声音脉冲和回声定位原理。研究人员为常见的四旋翼无人机配备了扬声器和四个麦克风，这些麦克风以三维方式布局，而非简单的平面排列。无人机在飞行过程中会发出短暂的声音脉冲。这些脉冲在撞到房间墙壁后会产生回声，被麦克风捕获。

通过分析声音脉冲与回声之间的时间差，无人机能够精确计算出与房间各墙壁的距离。这一过程类似于蝙蝠使用回声定位的行为，但借助了研究人员开发的先进数学方法——回波分类技术，该技术能精确判断测量距离对应的是哪面墙壁。这样，无人机就能实时确定自身在房间内的准确位置，即使在黑暗、雨雪天气或光线不足的环境下也能自如导航。

这项技术的潜力令人振奋。除了提升无人机的导航能力，它还可以应用于智能手机系统，帮助盲人导航；或者用于自动驾驶汽车的防撞系统，增强车辆的感知能力。Kemper教授表示：“我们的目标是通过声音导航技术，使无人机和其他无人驾驶车辆能够更好地感知环境。虽然汽车已经配备了摄像头，但加入声音传感器将是一种全新的尝试，能结合现有的视觉信息，更全面地展现现实世界的面貌。”

该研究成果已在《SIAM应用代数与几何》杂志上发表。