Karaman说:“这些实验也是在运动捕捉室里完成的,所以你精确地知道无人机的位置,我们在事后使用了所有这些信息。”
节省存储
对于在FPGA芯片上实现的每个版本的算法,研究人员观察了芯片在处理输入数据和估算空间位置时所消耗的电量,。
该团队最有效的设计以每秒20帧的速度处理图像,并准确地估算出无人机在空间中的方位,同时消耗低于2瓦的功率。
功率节省部分来自对于存储在芯片中的内存数量的修改。Sze和她的同事发现,他们能够减小算法需要处理的数据量,同时仍然获得相同的结果。因而芯片本身可以存储更少的数据,消耗更少的电能。
Sze说:“在节能方面,存储的代价非常巨大。因为我们要做动态计算,一旦我们收到任何芯片的数据,就要尽可能地进行处理,所以我们可以马上扔掉它,这使得我们可以只使用芯片上极少量的存储空间,无需访问昂贵的片外存储器。”
通过这种方式,团队能够将芯片的存储容量减少到2MB,无需使用片外存储器,而典型的无人机嵌入式计算机芯片使用几GB的片外存储器。
Sze说:“任意一种节能方式,都可以让你减小电池的尺寸,或者延长电池寿命,这是更好的选择。”
今年夏天,该团队将把FPGA芯片安装在无人机上,以测试它在飞行中的性能。最终,该团队计划在专用 集成电路 (ASIC)上实现优化算法,ASIC是一种更专业的硬件平台,可让工程师直接在芯片上设计特定类型的门。
Karaman说:“我们认为我们可以把功耗降低到几百毫瓦,借助这个平台,我们可以进行各种优化,这样可以节省大量电能。”
这项研究得到了空军科学研究处和国家科学基金会的部分支持。

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