近年来，好莱坞大片包括《快与怒》、《侏罗纪世界》和《华尔街的狼》在内，包括由配备了摄像机的无人机直升机提供的空中跟踪镜头。

这些镜头需要无人机和摄像机的单独操作人员，并仔细计划以避免碰撞。 但麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室(CSA I L)和苏黎世E TH的一组研究人员希望使无人机电影更加方便、简单和可靠。

在本月晚些时候的机器人和自动化国际会议上，研究人员将展示一个系统，允许导演指定一个镜头的框架-哪些数字或脸出现在哪里，在什么距离。 然后，在飞行中，它产生控制信号的相机装备的自主无人机，这保持了框架的演员移动。

只要无人机的环境信息是准确的，系统也保证它不会与静止的或移动的障碍物相撞。

麻省理工学院电气工程和计算机科学教授和资深作者丹尼尔·罗斯(Daniela Rus)说：“还有其他的方法可以用一架无人机进行自主拍摄。 “他们可以跟踪某人，但如果你转了180度，你就会向无人机展示你的背。 这是一个比我们所能做的更粗糙的方法。 有了我们的解决方案，如果你转180度，我们的无人机就可以绕圈，回到你的脸上。 我们所能做的是更丰富和提供更多的方式来描述你想要的场景。”

加入Rus的是Javier Alonso-Mora，他在完成工作时是她小组的博士后，现在是Delft理工大学机器人助理教授；Tobias Nageli，苏黎世ETH的研究生和他的顾问Otmar Hilliges，计算机科学助理教授；Alexander Domahidi，Embotech的CTO，一家脱离ETH的自主系统公司。

使用新系统，用户可以指定一个人脸或图形应该占据多少屏幕，它应该占据屏幕的哪一部分，以及主题对相机的方向应该是什么-从两边或肩膀上的直线、轮廓、三个季度的视图。 这些参数可以为任意数量的受试者单独设置；在麻省理工学院的测试中，研究人员使用了多达三个受试者的作文。

通常，框架的维护将是近似的。 除非演员有非常好的编排，否则他们之间的距离、他们身体的方向和他们与障碍的距离都会有所不同，因此不可能同时满足所有的限制。 但是用户可以指定如何权衡不同的因素。 例如，保持演员在屏幕上的相对位置可能比保持精确的距离更重要，反之亦然。 用户还可以分配一个权重来最小化遮挡，以确保一个参与者不会最终阻止另一个来自摄像机。

阿隆索-莫拉解释说，该系统的关键是它不断估计无人机环境中所有移动物体的速度，并将它们的位置投射到未来一两秒。 这为计算最优飞行轨迹提供了一点时间，并确保如果无人机需要采取回避行动以避免碰撞，它可以顺利恢复。

该系统每秒更新其位置预测约50次。 通常，更新对无人机的轨迹影响不大，但频繁的更新确保了系统能够处理速度的突然变化。

研究人员使用四旋翼（四旋翼）无人机在CSAIL的运动捕捉工作室测试了该系统。 运动捕捉系统提供了关于受试者、工作室墙壁和无人机本身的高度精确的位置数据。

在一组实验中，被试积极地试图与无人机相撞，当它试图将它们固定在镜头内时，它轻快地朝它行进。 在所有这些情况下，它避免碰撞，并立即试图恢复规定的框架。