在2021年10月的EnRicH hackathon期间，一架无人机使用西南研究院开发的自主软件导航一个无法运行的核设施。利用激光雷达数据和探测算法，SwRI通过同时定位和绘制环境图，绘制了测试设施的地图。信用:SwRI在“丰富2021欧洲机器人黑客马拉松”期间，西南研究院的无人驾驶飞机系统(UAS)探索并绘制了一座核电站的内部，探测辐射源——无需人类飞行员的帮助就能自主进行。由于自然灾害和其他事故，SwRI的UAS或无人机技术可能有助于拯救生命的搜救任务和对工业设施和基础设施的危险检查。黑客马拉松于10月4日至8日在奥地利的兹温登多夫核电站举行，这是唯一一个已经完全建成但从未启动的核设施。无法运行的沸水反应堆工厂作为训练场地，为放射性和核事故以及灾难场景做准备。
SwRI UAS研究小组的经理埃里克·索恩说:“如今的无人机和地面机器人通常需要大量的人工操作。“我们展示的自主性有可能显著减轻人类操作员的负担，让机器人系统能够独立行动并自行操作。”
通过内部资助的研究开发和测试，SwRI的技术将新算法与计算机视觉传感器相结合，使无人机能够自主探索和绘制以前未知的环境地图。
“我们已经开发了一个完全自主的堆栈，可以与各种传感器和UAS平台配对来执行关键任务，”Thorn说。
SwRI的“丰富”项目展示了一架四轴无人机，该无人机配备了几个传感器——光探测和测距(LIDAR)、飞行时间相机和辐射探测器。该团队利用无人机处理器和地面处理来同时执行定位和绘图(SLAM)、探索、决策、自动驾驶、计算机视觉分析、传感和其他任务。
从左边看，SwRI无人机悬停在一台橙色起重机旁边，该起重机用于将燃料棒放入主安全壳。中间，激光雷达图像显示了无人机悬停在安全壳入口(蓝色/绿色圆圈)和起重机(橙色矩形)上方时的视角。右下方的黑色矩形是通风井。没错，无人机在通风井内飞行，垂直飞行40英尺到达起重机所在的区域。无人机上的辐射探测器在竖井中的红色管道中发现了放射性同位素钴-60。信用:SwRI使用算法和建模工具，该技术实时绘制内部结构和开放空间的空间地形图。该技术融合了计算机视觉传感器的数据，在探索新地点时绘制路线。检测人、车辆和其他物体的感知技术也可以基于卷积神经网络获得。
智能系统部门的SwRI项目经理克里斯·邦(Chris Bang)说:“我们展示了我们的探索性规划器，它使系统能够在没有人工操作员帮助的情况下绘制和导航新的空间，尽管环境充满挑战，但它表现良好。“探索规划师在人造环境和洞穴等自然环境中都证明了自己。”
在“富集黑客马拉松”中，无人机自主探测到两个钴-60源，一种放射性同位素，作为预先计划的挑战的一部分，隐藏在不同的位置。参与者事先没有关于该设施的信息，也没有法官小组提出的勘探挑战。
“规划者表现出强大的灵活性，熟练地在以前未知的环境中操作，”Bang补充道。“它证明了自己实时适应、学习和执行任务的能力，这在时间紧迫的搜救和危险场景中至关重要。”
SwRI的工程师们使用LIDAR点云数据重建了一个核电站电力涡轮机所在设施的高分辨率图像。左侧的三维立方体或体素提供了涡轮机设施的空间信息。几个体素图像被用来创建右边涡轮机的高分辨率图像。SwRI专门研究数据可视化，以识别核电站和其他危险设施发生事故后的损害和潜在危险。信用:SwRI·SwRI的自动驾驶系统已经应用于从商用和军用互联和自动驾驶美国地面车辆到自动无人机和智能农业设备的所有领域。它利用开源工具，如机器人操作系统(ROS)和专有的机器学习算法和人工智能。
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