我們的出行已經(jīng)離不開GPS導航。但在深海,或者地下的洞穴和礦井,那里可接收不到GPS信號,該如何導航呢?
倘若沒有新的技術(shù),我們還真是沒轍,只好恢復到最原始的辦法——用人來導航。不過現(xiàn)在,無人機可以自己給自己導航了。
這種無人機都裝備有激光掃描儀。它在飛行的時候,一邊向周圍環(huán)境發(fā)射近紅外激光,一邊接收反射光;同時,反射信號被輸入一個稱作“即時定位與地圖構(gòu)建(SLAM)”的算法程序中。SLAM通過計算光線發(fā)射和反射的時間差或相位差,換算出被拍攝景物的距離遠近,從而快速構(gòu)建出周圍環(huán)境的地圖(這一點類似雷達或蝙蝠)。這樣描繪的地圖隨著無人機向前移動,范圍不斷擴大。然后無人機又根據(jù)這個實時描繪的地圖,自己給自己導航,避開這個,避開那個,在空隙中摸索穿行。一旦地圖繪測完畢,它就可以游刃有余地四處飛動了。(GPS導航其實也是這個道理,只是地圖是天上的衛(wèi)星繪制的,不是我們自己的車輛繪制的。)
這讓人想起一個叫“挖地雷”的電腦游戲,只要你踩到一個無雷的方塊,那么與這方塊相連的所有沒地雷的區(qū)域,豁然一下全打開了。你又可以在新開辟的疆土上繼續(xù)前進。
當無人機遇到形狀不規(guī)則的空間時,如果需要的話,可以傾斜地飛行;它也可以降下來,沿著地面用輪子移動;它甚至會沿著墻爬上去。
這種能自動導航的無人機現(xiàn)在是探索危險環(huán)境的理想選擇。最近,瑞典一家公司利用一架無人機在一口地下礦井中勘探,在短短10分鐘內(nèi)幾乎重建了大約為3萬立方米的一部分礦井。另一架無人機則被派往一座退役的核電站,幫助繪制里面復雜的地形圖。