PAPERDAILY REPORTS

6架无人机高速互避，EPFL、港科大公开整套集群软硬件

2026-09-11 作者：arXivDaily编辑部 arXiv 2609.11382 cs · cs.RO

论文导读

洛桑联邦理工学院、香港科技大学提出SwarmNxt，把无人机硬件组装、批量软件部署、ROS 2导航、规划和深度估计整理成开放平台。6架无人机完成高速互避，4架在障碍环境集体飞行；两组实验都在8×8×4米室内运动捕捉场地进行。

论文信息 arXiv 2609.11382

SwarmNxt: Open-source Software-Hardware Platform for Fast and Agile Aerial Swarms

SwarmNxt：面向快速敏捷空中集群的开源软硬件平台

作者 Charbel Toumieh, Niel Mistry, Benjamin Jarvis, Simon Jeger, Peize Liu, Shaojie Shen, Dario Floreano

发表机构洛桑联邦理工学院; 香港科技大学

展开完整论文资料

作者: Charbel Toumieh, Niel Mistry, Benjamin Jarvis, Simon Jeger, Peize Liu, Shaojie Shen, Dario Floreano
机构: 洛桑联邦理工学院; 香港科技大学Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL); Hong Kong University of Science and Technology
AI 总结: SwarmNxt是一个基于开源OmniNxt硬件的ROS 2软件平台，提供端到端工具包，通过六机分布式规划和四机板载深度估计实验，验证了快速敏捷的自主集群导航能力。

单架研究无人机要完成感知、定位、规划和控制。数量增加后，开发者还要安装同一版本软件、同步参数、查看每架状态，并处理网络和节点故障。商用平台常常封闭，开源小型无人机又可能没有足够机载算力。

SwarmNxt建立在开放OmniNxt硬件上，提供零件清单、组装说明和视频教程。软件端使用ROS 2，把深度估计、地图、轨迹规划和控制接成多智能体系统。自动化工具可以并行部署、更新和检查多架无人机，减少逐台登录操作。

平台从物理组装、软件编排、自治栈到真实集群实验的四层结构。

第一组实验使用6架无人机。它们从圆周位置起飞，收到交换位置命令后同时向中心靠近，再前往对面目标点。每架无人机独立规划，必须把其他无人机当作动态障碍，中心区域还会出现更强气流干扰。

实验结果显示6架无人机完成换位并避免相撞。感知、规划和控制在机载端运行，团队没有使用一台中央计算机替所有无人机算轨迹。全局位置仍由外部运动捕捉系统提供，不能把该实验描述成完全无外部基础设施。

图4：多架无人机同时穿过中心并交换目标位置的连续轨迹。

第二组实验使用4架无人机，场地加入立柱等障碍。机载深度估计生成局部占据地图，规划器同时避开静态障碍和其他无人机。图中真实飞行轨迹与深度地图并列，能够看到无人机绕过两个障碍区域。

图5：真实飞行连续帧与机载深度估计形成的障碍地图。

两组实验都在8×8×4米室内运动捕捉场地完成。它们证明平台能承载真机集群算法，尚未验证室外风、GPS拒止、复杂通信遮挡和大规模机群。论文提到搜索救援等用途，那是平台的潜在研究方向，不是已经完成的现场部署。

开放平台的直接价值是让研究团队复现实验并替换其中模块。后续可以接入视觉惯性定位、分布式地图和通信质量感知，在没有运动捕捉的室内外环境测试同一软件栈。

规模从6架增加到几十架后，带宽、时钟同步和故障恢复会成为新的瓶颈。项目需要给出更完整的硬件成本、续航和重复实验统计，才能比较不同集群方案的工程门槛。