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无人机如何在空中实现“旋转跳跃”?了解一下(续)

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发表于 7 天前 |显示全部楼层

双目视觉避障

  双目视觉又称双目立体视觉,上文提到的双目光流定位技术也是双目视觉的一种应用。双目视觉是基于视差原理的一种机器视觉形式,它利用成像设备从不同位置获取被测物体的两幅图像,通过计算图像对应点间的位置偏差,来获取物体三维几何信息和摄像头与所测物体之间的距离。

  这一技术探测范围更广、距离更远,相应安全性也更高,但是技术难度也更大,由于需要进行大量的图像分析,而图像分析往往需要强大的计算机资源来运算,对飞控要求较高,而且会受到光照强弱变化的影响。

大疆的精灵4的避障技术用的就是基于双目视觉的避障方法,在机身前向装有两枚摄像头,专门负责双目图像采集,另外配合了超声波探测,应对环境光较弱的场景。大疆的双目视觉避障系统可以实现15m内的障碍探测和规避。

基于激光雷达的避障技术

基于激光雷达的避障技术是一种集激光、GPS和IMU三种技术的系统方案,是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统,测距精度可达厘米级。其工作原理与超声波定位工作原理类似(另外类似的还有红外避障技术),通过测量激光信号往返传播的时间而确定目标的距离,作适当处理后,就可获得目标的有关信息。

  激光雷达运作时,只需进行非接触扫描可以在短时间内获取物体和环境空间点的三维数据和信息,由于收集的数据是以点的形式组成,所以这些数据被称作点云数据,其最大的特点是可以进行后期的处理,依靠获取的数据便能够建立完整的三维立体模型,并可进行地图建模。

  零度的Xplorer 2采用的就是这种技术,而其无人机上的“大眼睛”就是自动避障模块,该避障模块可以实现在6m内有效避障距离内,以每秒50次的速率实现360°全方位扫描。

基于RealSense的壁障技术

       RealSense是Intel公司的视觉感知系统,采用了主动立体成像原理,模仿人眼的视差原理,通过打出一束红外光,以左红外传感器和右红外传感器追踪这束光的位置,然后用三角定位原理来计算出3D 图像中的深度信息。

RealSense在无人机上的首次应用是在昊翔的Typhoon H专业版上,Typhoon H专业版加裝了Intel RealSense R200 模組来实现避障功能,可以说似乎有点儿要和大疆叫板的意思,同时也使得Typhoon H专业版在2016年刚推出时争议颇多。不过就实际应用效果来看,确实也实现了避障,并顺带将无人机在室外的路径规划能力进一步提升。但也并非没有短板,Typhoon H专业版的跟随能力与同年的大疆精灵4比,还是稍有逊色。

避障技术仍不完美,稳定性有待改善

  就目前无人机发展来看,很多细节方面仍不完美,例如避障技术,现在仍没有完美的解决方案,即使如大疆、零度、昊翔这样国内知名厂商的无人机也偶有炸机发生,虽然只是小概率事件。另外,系统的稳定性也是很让人操心的问题,例如五一在西安无人机表演中发生的乱码事件,被不少网友曝光,并大受关注,其实很大一部分还是由于环境干扰与系统稳定性上处理的不是很好而导致。

  因此,就无人机这一融汇诸多高精尖技术的小物件儿,要想如手机一般普及和通用,技术研发和探索之路还是任重道远呐~


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