無人機傳感器技術(shù) 34.視覺定位

視覺定位主講教師：《無人機傳感器技術(shù)》視覺定位概述1現(xiàn)有技術(shù)對比2目錄無人機應(yīng)用301視覺定位概述視覺定位概述1.1基本概念視覺定位概述1.1基本概念通過搜集和分析圖像信息來為自身所在方位做判斷的技術(shù)就稱為視覺定位技術(shù)。視覺定位概述1.2應(yīng)用領(lǐng)域谷歌的自動駕駛汽車視覺定位技術(shù)在人工智能中具有廣泛應(yīng)用。例如，在汽車、機器人或無人機上安裝攝像頭，通過計算機對攝像頭拍到的圖像進行運算分析，進而得出汽車、機器人或無人機的當(dāng)前位置并繪制出行進軌跡，谷歌的自動駕駛汽車就使用了視覺定位作為其定位方法之一。視覺定位概述1.3技術(shù)發(fā)展視覺定位概述1.3技術(shù)發(fā)展月球上無法使用GPS信號，探測器只能通過里程計進行自身的定位月球表面沙石環(huán)境使得探測器難以平穩(wěn)前進，造成里程計定位出現(xiàn)誤差視覺定位概述1.3技術(shù)發(fā)展視覺定位概述1.3技術(shù)發(fā)展3min3min6分鐘的時間差：要求機器人在大部分時間是自動執(zhí)行任務(wù)！視覺定位概述1.3技術(shù)發(fā)展視覺定位方法:兩個攝像頭分別對同一時刻拍攝到的兩幅圖像進行特征點的提取并配對，進而獲得每個特征點相對攝像頭的三維位置信息視覺定位概述1.3技術(shù)發(fā)展2011年美國國家航空航天局發(fā)射“好奇號”火星探測車，視覺定位導(dǎo)航系統(tǒng)做了進一步完善。視覺定位概述1.3技術(shù)發(fā)展我國于2013年12月發(fā)射了“嫦娥3號”月球車，“嫦娥3號”上安裝了三對立體相機。02現(xiàn)有技術(shù)對比現(xiàn)有技術(shù)對比1.1GPS定位GPS在目前的汽車定位上被廣泛使用，其定位不存在累計誤差，適用于長期、遠程定位，但其精度不足且無法在室內(nèi)使用。現(xiàn)有技術(shù)對比1.2陀螺儀定位陀螺儀主要是獲取物體當(dāng)前的姿態(tài)，而其定位功能是通過對加速度的二次積分實現(xiàn)的，容易產(chǎn)生累計誤差，同時會受周圍磁場的干擾?，F(xiàn)有技術(shù)對比1.3里程計定位里程計定位實現(xiàn)簡單，絕大部分家用轎車上統(tǒng)計行駛里程的功能就是通過里程計實現(xiàn)的，但當(dāng)出現(xiàn)打滑、顛簸時，會嚴重影響定位精度。現(xiàn)有技術(shù)對比1.4視覺定位視覺定位精度較高，不僅可以得到自身的位置，還可以得到姿態(tài)信息，同時還能利用特征點的不變性來修正累計誤差。03無人機應(yīng)用無人機應(yīng)用3.1概述基于地面標記的視覺定位無標記視覺定位視覺傳感器獲取目標圖像，經(jīng)過數(shù)字圖像處理及特征點提取，得到目標的圖像坐標，再由計算機實現(xiàn)被測物體空間幾何參數(shù)和位置姿態(tài)等參數(shù)的快速計算。無人機應(yīng)用3.2無人機室內(nèi)視覺定位系統(tǒng)無人機室內(nèi)視覺定位系統(tǒng)，采用光流、慣性測量和超聲波三個單元綜合對室內(nèi)無人機進行定位；其中光流技術(shù)實現(xiàn)室內(nèi)定位，超聲波傳感器控制室內(nèi)定高，IMU檢測飛行器的姿態(tài)變化并實時進行調(diào)整。無人機應(yīng)用3.2無人機室內(nèi)視覺定位系統(tǒng)在無GPS信號的室內(nèi)環(huán)境會使用到視覺定位模式，內(nèi)置的光流傳感器，將像素分布及顏色、亮度等信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳送給圖像處理系統(tǒng)進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制飛行器的動作，超聲波傳感器來判別