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Emesent 参加 "2020 年海军自主战士 "项目

搜救任务圆满完成
Emesent 美国海军"自主战士2020"演习

作为"自主战士2020"演习的一部分Emesent 奉命Emesent 一支自主飞行与地面机器人编队,对危险区域进行测绘并搜寻幸存者,以评估假想情境并探测生还者。

尽管澳大利亚皇家海军已有逾百年历史,他们仍在不断突破边界,持续探索更优越、更具创新性的方式来保障澳大利亚人民的安全。为此,他们举办名为"自主战士"的活动,向海军高层展示来自联合部队、盟军、工业界及学术界的机器人系统、自主系统和人工智能技术,以推动这些技术的应用。

Emesent、CSIRO多家供应商轮番展示了其技术如何满足未来灾难恢复的需求。为此,我们被呈现了一个在恶劣环境中灾难发生后的搜救场景。

任务场景

假设情境设定在布里斯班河畔的码头区。爆炸导致建筑物坍塌,现场45人中不详人数被困受伤。爆炸同时封堵了岸边入口,仅剩通往干船坞的河道或可能受损的浮桥作为通道。Emesent 的任务是协助救援队开展工作。这需要提供标注潜在危险区域、遇险者位置及状况的区域地图,并实时传输现场数据以辅助人员撤离。

解决方案

Emesent 通过部署一支由三架空中机器人和两架地面机器人组成的自主机器人编队,共同应对了这一挑战,该编队协同作业以探索并绘制环境地图。

Emesent 三架Hovermap无人机,其中两架从Data61的泰坦自主无人地面车辆(UGV)后部起飞。Hovermap 这些无人机Hovermap 自主飞行和3D 能力。

两组无人机与无人地面车协同部署,用于勘察灾区、绘制灾情图并搜寻幸存者。

所有五台机器人均由单一操作员通过高级指令进行控制。为保障操作员在岗位上的安全,前沿作战基地与指挥所(FOB CP)被设置在偏远地区。

为执行这项任务,每台机器人均配备了SLAM LiDAR 、自主作业载荷以及经过训练可识别人类及其他特征的摄像系统。我们先进的多智能体自主系统使机器人能够在危险区域独立协作地进行导航、探索、测绘与搜索,包括建筑物内部及森林树冠层等GPS信号受限的环境。

在任务期间,机器人通过网状网络实时共享各自3D 。这使得每台机器人能够构建统一的、全局性的地理参考地图,该地图由所有机器人共享,并实时回传至前沿作战基地指挥部。网状网络由整个机器人编队部署,每台机器人充当网络节点,地面机器人根据需要部署额外节点以维持网络连接。

在探索过程中检测到的相关物品位置,均由3D 坐标系内进行了精确报告。

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第一阶段——侦察

FOB CP在安全地点建立,使单个操作员能够通过高级指令控制全部五台机器人。

任务第一阶段需要评估局势并确定远程前沿作战基地指挥所的安全区域。

为此,一架Hovermap M300无人机被发射升空,从高空对区域进行测绘与勘察,实时向搜救队传输低3D 、高分辨率视觉影像及热成像视频。这些信息使搜救队得以选定安全区域并建立前沿作战指挥部。

第二阶段——搜索与探测

借助Hovermap具备的GPS失效飞行和避障能力,我们在建筑物内部及树冠下完成了测绘与勘探工作。

前沿作战指挥部建立后,两台搭载无人机的泰坦无人地面车从该指挥部出发,前往爆炸现场勘察。无人机与无人地面车协同前往救援地点,随后搭载Hovermap无人机从地面车辆上自主起飞。地面车辆负责地面勘察,无人机则执行空中侦察任务。

得益Hovermap失效飞行和防撞功能,无人机甚至能够飞入建筑物内部搜寻幸存者。在此阶段,操作员通过3D 向机器人发送高级指令以执行任务。

随后,第二组无人车辆(UxV)被派往另一处设有地理围栏限制的区域进行勘察测绘。完成该区域的搜索与测绘后,无人机转而前往附近森林区域展开测绘,包括树冠下方及灌木丛间的区域。机器人持续执行探索与搜索任务,直至完成使命或电池电量耗尽。随后,无人机与地面无人车自动返回前沿作战基地指挥部。

来自四台机器3D 和生还者探测数据实时传输至前沿作战基地指挥部。在此处,这些数据被整合为一张综合地图,并呈现在操作员和救援团队面前。

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第三阶段——营救行动

幸存者被识别,其影像由无人机搭载的Hovermap捕捉。

这些任务的结果为响应团队提供了该区域的精确地图,涵盖室内及树冠下的环境。同时,系统还定位了幸存者并在3D 中标注其位置,配合图像数据使团队能够判断他们的状况。

根据这些信息,救援团队决定向一组危重伤员送去通讯设备和急救包。这项任务由Freespace Operations公司使用吊挂运输系统和重型无人机执行。运输无人机通过谷歌地图的航点导航系统进行操控。

随后,一支海军救援队被部署以营救幸存者并将其转移至安全地带。

结果

合并3D 被实时传输回前沿作战基地指挥部,为该区域及潜在危险提供了整体概览。

此次成功任务源于DARPA 挑战赛,当时Emesent 携手开展多智能体自主导航与测绘工作,并于2021年晋级决赛。

Emesent Hovermap 在国防、安全及危机管理Hovermap 潜在价值,也促使In-Q-Tel近期对Emesent 投资。

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此次任务Emesent 测试其突破性先进多智能体自主系统的性能,并证明:

  • 机器人舰队可用于任务规划与执行,从而降低人类面临的风险。
  • 多个无人系统(UxV)能够协同执行复杂任务并进行探索。
  • 凭借我们先进的自主性和操作能力,在GPS信号受限的环境中工作成为可能。
  • 实时态势感知数据可传输至地面控制站或前沿作战指挥所。
  • 多个异构无人飞行载具可由地面控制站或前沿作战基地指挥部通过一名操作员进行控制。
  • 无人机可从自主无人地面车辆上自主发射。
  • 可通过机器人部署的通信节点建立自愈式网状网络。
  • 多智能体车队能够创建并共享实时3D 。
  • 幸存者可被机器人舰队自动检测、分类并定位。

在2020年自主战士演习中的出色表现,巩固Hovermap作为日益增长的事件与应急响应市场中强大工具Hovermap地位,并为其在国防工业领域开拓更多潜在应用场景铺平了道路。