基于衛(wèi)星的導航是大多數(shù)現(xiàn)代定位系統(tǒng)的基石，但并非總是值得信賴。兩家公司現(xiàn)在正在聯(lián)手通過將神經(jīng)形態(tài)傳感技術(shù)與慣性導航系統(tǒng) （INS） 融合來為無人機創(chuàng)建無 GPS 導航系統(tǒng)。
GPS 依靠與衛(wèi)星網(wǎng)絡進行無線通信的接收器單元，以令人難以置信的精度對用戶的位置進行三角測量。但這些信號容易受到大型建筑物、茂密樹葉或極端天氣的干擾，甚至可以使用欺騙性的無線電信號故意干擾。
這促使設計了可在 GPS 故障時使用的替代導航方法，但它們有局限性。INS 使用加速度計和陀螺儀等傳感器從已知起點跟蹤車輛的位置。然而，小的測量誤差會隨著時間的推移而累積，最終會導致定位精度逐漸漂移。視覺導航系統(tǒng)使用攝像頭掃描飛機下方的地形并找出它的位置，但這需要大量的計算和數(shù)據(jù)資源，這使得更小、更便宜的車輛無法獲得。

“這兩件事結(jié)合在一起，確實巧妙地解決了在具有挑戰(zhàn)性、沒有 GPS 的環(huán)境中導航的問題。你可以在很長的時間內(nèi)旅行非常長的距離。- CHRIS SHAW，高級導航

現(xiàn)在，兩家導航技術(shù)公司已經(jīng)聯(lián)手合并了這些方法，并實現(xiàn)了兩全其美的優(yōu)勢。NILEQ 是總部位于英國布里斯托爾的英國導彈制造商 MBDA 的子公司，生產(chǎn)一種依賴于神經(jīng)形態(tài)相機的低功耗視覺導航系統(tǒng)?，F(xiàn)在，這將與澳大利亞悉尼 Advanced Navigation 開發(fā)的基于光纖的 INS 集成，以創(chuàng)建一個定位系統(tǒng)，讓低成本無人機在沒有 GPS 的情況下可靠地導航。
“這兩件事結(jié)合在一起，確實巧妙地解決了在具有挑戰(zhàn)性、沒有 GPS 的環(huán)境中導航的問題，”Advanced Navigation 的首席執(zhí)行官 Chris Shaw 說?！澳憧梢栽诜浅ｉL的時間內(nèi)旅行非常長的距離?！?br/>Shaw 說，在決定車輛的導航系統(tǒng)時，總是需要權(quán)衡價格與性能。在無人機等低成本平臺上安裝昂貴、高精度的 INS 通常沒有意義，但更小、更便宜的 INS 更容易出現(xiàn)定位漂移?！坝袝r可能只有 10 到 20 分鐘，然后你就會開始出現(xiàn)如此大的誤差增長，以至于位置精度不夠好，”Shaw 說。

放棄 GPS 轉(zhuǎn)而使用相機
視覺導航系統(tǒng)可以通過定期向 INS 提供高精度位置更新來提供解決方法，它可以使用它來重新校準其位置。但是，這些系統(tǒng)中使用的高分辨率相機會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這必須與使用計算成本高昂的算法的龐大衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)庫進行比較。在無人機等功率受限的小型飛行器上安裝這些類型的計算資源通常是不可行的。
NILEQ 的系統(tǒng)通過使用神經(jīng)形態(tài)相機顯著減少了視覺導航所需的資源。受人類視網(wǎng)膜工作方式的啟發(fā)，這些設備不捕獲一系列圖像，而是跟蹤傳感器各個像素的亮度變化。與傳統(tǒng)相機相比，它生成的數(shù)據(jù)要少得多，運行速度也快得多。

“將神經(jīng)形態(tài)相機與低成本、廉價的慣性傳感器一起使用 [提供] 巨大的成本和尺寸優(yōu)勢。”- CHRIS SHAW，高級導航

該公司表示，其專有算法實時處理攝像頭輸出，為車輛經(jīng)過的特定土地創(chuàng)建地形指紋。然后將其與存儲在車輛上的衛(wèi)星圖像生成的地形指紋數(shù)據(jù)庫進行比較。據(jù) MBDA 未來概念主管 Phil Houghton 稱，創(chuàng)建這些指紋的過程會壓縮數(shù)據(jù)?！斑@意味著加載到主機平臺上的數(shù)據(jù)庫大小很小，實時搜索它只需要最少的計算，”他補充道。
另一方面，Houghton 說，神經(jīng)形態(tài)相機目前無法使用紅外線進行操作，而紅外線將使夜間操作成為可能。但他說，紅外神經(jīng)形態(tài)相機目前正在開發(fā)中，應該會在未來幾年內(nèi)推出。
Shaw 說，神經(jīng)形態(tài)相機比傳統(tǒng)相機更昂貴，通常成本在 1000 美元左右。但事實是，它們可以與便宜得多的 INS 結(jié)合使用，這抵消了這一點。“一些真正高端的導航系統(tǒng)可能會花費數(shù)十萬美元，”他說?！斑@種將神經(jīng)形態(tài)相機與低成本、廉價的慣性傳感器一起使用的方法，在成本和尺寸上都有很大的好處?！?br/>除了提供 INS 之外，Advanced Navigation 還將使用其人工智能驅(qū)動的傳感器融合軟件將兩種技術(shù)的輸出相結(jié)合，并提供單一、可靠的位置讀數(shù)，無人機的導航系統(tǒng)可以像使用 GPS 信號一樣使用。“這個領(lǐng)域的很多客戶都想要一些他們基本上可以插入的東西，而且沒有很大的學習曲線，”Shaw 說?！八麄儾幌胍魏渭毠?jié)?！?br/>Shaw 補充說，兩家公司計劃在今年晚些時候開始組合導航系統(tǒng)的飛行試驗，目標是在 2025 年年中之前將產(chǎn)品送到客戶手中。