Rebas Daily PERSONAL AI DAILY — 自动选题 · 核查 · 撰写 NO.120 — 2026-11-01
PAPER HF 5 约 7 分钟

OpenFlyV2:无人机也有VLA

OpenFlyV2把看、听、想、飞装进同一机载模型,展示空中VLA如何在有限算力下闭环导航。

你对无人机说:“绕过前面的楼,飞到红色屋顶附近停下。”这句话对人不难,对机器却是一串连锁题:它要看懂画面,知道“前面”和“红色屋顶”指什么,规划三维路线,还得边飞边修正。以往系统常把这些能力拆开,或者把计算交给地面服务器。OpenFlyV2想做的,是把“看、听、想、飞”装进同一个机载模型。

这是一种 vision-language-action model(VLA,视觉—语言—动作模型):输入摄像头画面和语言指令,直接输出机器动作。论文称,它能在 NVIDIA Jetson Orin NX 上完成计算,并控制实体四旋翼连续飞行。值得注意的不是无人机终于会听口令,而是作者试图让多种理解能力与实时控制共用一套有限算力。

本文数字均来自 Junli Liu 等作者的论文,尚无跨机构独立印证;尤其是实体飞行效果与机载速度,仍应按单一团队自报结果理解。

一套模型,怎么兼顾理解与飞行?

OpenFlyV2总计约有 10 亿参数:主体是 0.8B 的 Qwen3.5-VL,负责处理画面、语言和历史信息;另有一个 0.2B 的 action expert(动作专家),负责把理解结果变成飞行航点。

两部分共用 vision-language representation(视觉语言表示),也就是一套内部环境表征。可以把它想成多项任务共用一张“心智地图”:识别物体、判断空间关系、回答问题和导航,不必各自重新理解现场。需要回答问题时,模型输出文字;需要飞行时,动作专家读取同一份上下文,生成一小段路线。

每次输出包含 12 个 waypoints(航点,即无人机接下来依次追踪的位置)。这叫 action chunking:模型不是只迈一步,也不一次规划到底,而是给出短时域动作。飞行控制器执行这些航点,模型同时接收新画面,再生成下一段路线。这就是闭环控制——不断“看、做、再看”,而不是拿着一张旧地图硬飞全程。

省算力的关键,是记重点、猜个好开头

机载计算意味着模型直接跑在无人机携带的处理器上,不持续依赖远端服务器。它能避开通信延迟和断网风险,但电量、内存与算力都紧。OpenFlyV2为此做了两件事。

第一件是 Motion-Adaptive Memory(MAM,运动自适应记忆)。普通做法会把多张历史画面重新交给模型,飞得越久,处理历史越贵。MAM按照飞行动作的变化,把历史压缩成若干“运动事件”,并为每段事件保留起点、终点画面及相关动作。像整理旅行记录时,不保存每一秒的视频,而是记下“直飞一段”“转弯”“接近目标”等关键片段。

论文的监督训练消融实验显示,基础配置输入当前画面和四张历史画面,共用 446 个输入 token——token可理解为模型处理信息时切分出的基本单位。换成MAM后,输入最多为218个,至少减少51.1%,同时覆盖更长历史。在Jetson Orin NX上,动作专家一次生成中的处理时间由80毫秒降到20毫秒。它不只是更快:在一次生成步骤的设置下,导航成功率由49.82%升至53.45%,终点误差由49.18米降至37.54米。

第二件是 Motion-Structured Prior(MSP,运动结构先验)。短时间内,无人机的路线通常落在若干重复模式附近,例如直行、转弯或升降。MSP先从训练轨迹中归纳这些模式,再根据当前场景挑一个合适的“动作草稿”,让动作专家从较靠谱的起点开始修正,而不是从随机噪声慢慢猜。

它的价值集中在算力最紧的一步生成设置中:在MAM基础上加入MSP,成功率由53.45%升至57.09%,终点误差由37.54米降至33.55米。增加到两步生成后,MSP的优势不再明显,MAM单独取得59.45%的最高成功率。换句话说,MSP不是无条件更强,而是在只能快速改一次答案时更有用。

训练它,需要同时教“看懂”与“飞对”

作者构建了OpenFlyV2-130K,覆盖13个环境。最终数据包括72,352条语言条件导航轨迹和60,006组视觉问答,内容涉及颜色、物体描述、距离估计、空间关系与语言指代定位。九个环境用于训练,四个留作未见环境测试。

这些任务样本均来自仿真或渲染。场景来源包括AirSim、Unreal Engine,以及用3D Gaussian Splatting(3DGS,一种从真实影像重建三维场景的方法)制作的校园和灾后废墟环境。GPT-5先生成导航指令和问答标注,再由200名标注者核验;按作者设定的严格标准,只有60%的生成样本通过。

这种数据安排很关键。导航轨迹教模型“该怎么飞”,视觉问答则补上“看到了什么、物体在哪里、彼此有什么空间关系”。作者希望两类训练共同塑造那张共享的“心智地图”。

仿真领先,实体飞行仍只成功近一半

仿真导航测试包含800个已见环境任务和300个未见环境任务。成功要求模型明确发出停止信号,并停在目标25米以内。OpenFlyV2在两组测试中的成功率分别为62.88%和52.67%;对比表现最接近的DualVLN,后者分别为38.88%和36.67%,差距为24和16个百分点。论文还指出,参与比较的四个开源基线都无法在用于实体飞行的Jetson Orin NX上运行,因此它们只参加了仿真对比。

实体测试使用搭载Jetson Orin NX的DJI M30T,在四个地点完成100次试飞,其中50次要求寻找单个地标,50次要求依序经过两个地标。操作员输入最初指令后,飞行过程没有人工接管。模型最终取得48%的总体成功率;双地标任务必须按顺序抵达,并在时限内停在正确终点附近,结果由人工判定。

最终策略每次生成12个航点,论文报告的生成频率为10 Hz。新动作段会在上一段仍在执行时异步生成,底层控制器另行负责稳定机身和追踪航点。这里的10 Hz指动作块生成频率,不应直接等同于底层飞控频率。

为什么值得关注?

OpenFlyV2给出的方向,比单项榜单成绩更重要:空中VLA未必只能依赖大模型、远端服务器和长时间推理。共享表示减少能力割裂,MAM压缩过去,MSP为未来动作提供好起点,三者共同把理解与控制塞进机载预算。

这也让无人机的使用方式发生变化。操作员不只下达坐标,还可以用地标和空间关系描述目标;同一模型也能回答对当前画面的提问。当然,48%的实体导航成功率说明它离可靠工具仍有明显距离。论文证明的是“可以合在一起并跑起来”,还不是“已经足够稳健地投入使用”。

局限与未知

  • 实体测试只有100次,论文只给出四个地点汇总后的48%,没有披露各地点、单双地标任务的分项结果或方差;成功还依赖人工判断。
  • 论文称模型没有使用真实世界飞行轨迹训练,也未对测试地点微调,但“zero-shot”是否仍涉及真实传感器标定、控制器调参等环节,材料没有完整交代。
  • 10 Hz结果缺少Jetson Orin NX功耗模式、量化方式及完整端到端延迟等口径。代码也只是计划在AeroBrain仓库公开,不能视为已经开源。

供稿材料 SOURCES — 1

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