IROS 2016 | 森林小卫士:一款能检查树洞的无人机

来源:雷锋网 2016-10-14 10:35:00

众所周知,森林是地球之肺。森林中绿色植物的光合作用,不仅能将太阳能转化成各种各样的有机物(森林每年提供28.3亿吨有机物,占陆地植物生产有机物总产量53亿吨的53.4%),还能吸收大量二氧化碳,释放出氧气,这维系了大气中二氧化碳和氧气的平衡,净化了环境。因此,保持森林系统的生态平衡非常重要。

鲜为人知的是,树木身上存在着各种各样的小洞,这些洞洞是包括鸟类、甲壳虫和一些小型哺乳动物在内的动物们的家,它们不仅可以为小动物们遮风挡雨,还是筑巢和繁衍后代的最佳地点。但是,如果那些带有树洞的树木没有什么经济价值的话,通常就会被移植到别的地方去。这么一来,那些非常依赖于树洞的物种便濒临灭绝。所以,我们需要采取更好的方法来保护那些对树洞有着更强依赖性的物种。

进行有效保护的前提之一,就是要更好地了解有关树洞的一切。但是,从目前看来,针对树洞的大型研究太少了,同时,那些细节数据的收集又非常烧钱。

近日,来自瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)的 KellySteich,MinaKamel,PaulBeardsley,MartinObrist,RolandSiegwart和ThibaultLachat组成了一支强大的研究团队,他们专注于寻找所有树洞里最常见的一种——啄木鸟的洞。这些洞的开口大概有三到十二厘米,空落落的,还很深。

如上图所示所示,ETH研发的系统基于一个配备了控制器的MricroAerialVehicle(MAV),这样它就可以对这些树洞进行近距离的检查,并且对它们进行3D重构。MAV身上配备了一个视觉惯性感应器,一个深度摄像机以及一个安装在末端器上的平行的、带有微型立体驱动摄像机的控制器。

在没有人为参与的情况下,这个系统可以识别树洞并对其内部发生的生物活动进行追踪。在用户通过GraphicalUserInterface(GUI)确认树洞的存在后,检查过程就开始了。目前,这个检查过程在实验室环境和真实森林中都测试过。

如果您对这个研究项目感兴趣的话,可以猛戳ETH团队的研究论文《TreeCavityInspectionUsingAerialRobots》。这篇论文发表在了IROS2016智能机器人与系统国际会议上。

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