来源:《中国科学报》 | 2021-04-01 13:41:37 |
当前,无人机送货正陆续投入使用,但与此同时也面临“找路”难题。比如,在局促的小区,相邻两栋楼不仅外形相似,而且相邻参照物也极为相似,要把快递准确送到某栋楼某单元门口,无人机导航很容易“迷路”。
杭州电子科技大学博士生王廷宇提出的“交叉定位”方案,有望解决这一难题。相关研究成果发表于IEEE《视频技术电路与系统》期刊。
众所周知,GPS是常用的全球定位系统,但在一些情况下GPS会出现定位不准,这时候就要近距离观察。无人机在送货时也要靠自己固有的“眼睛”来认路、飞行。这就意味着无人机会有两只“眼睛”,一只是GPS眼,一只是自有眼睛。
为此,王廷宇提出了一个简单有效的模型,在无人机利用卫星地图“认路”时,该模型可以主动利用卫星眼(GPS眼)和自有眼(摄像头)看到的信息,通过相互比对(主要依靠对周围物体的智慧识别),辅助目标的定位。
然而,卫星图和无人机图相互比对,做起来并不容易。卫星只能拍到大概的位置,用的是经纬度的坐标,是俯拍图。但无人机用的不是经纬度坐标,而且无人机为了到达比较隐蔽的目标,飞行轨迹可能异常复杂,这个时候拍出的图片可能是侧视图或者是其它角度的(航拍)图。这就意味着即便是同样的物体,卫星图和无人机图因为拍照角度不同、拍入的周围物体和环境不同,同样的物体乍看起来会给人“不一样”的感觉。
王廷宇设计的这个模型,并不需要两个视角图像的拍摄方向相同,即不需要特意使目标周边信息在两张图像中的位置相同,也能进行有效的比对。这样无人机在飞向微观目标物时,卫星导航与无人机拍照“认路”就可以互相配合,完成目标识别。
“这个模型的最大亮点就是,实现太空坐标、地球坐标、无人机自定义坐标之间的灵活转换,即交叉定位的内涵。”王廷宇表示,该模型也可以很方便地嵌入到已有的其它导航“认路”方法中,并提高现有方法的性能。
王廷宇的博士研究生导师、杭州电子科技大学智能信息处理实验室主任颜成钢告诉《中国科学报》:“他解决的是一个工程技术应用难题。他用交叉定位也就是匹配机制,从不同角度拍摄识别出同一物体。比如,我看你脸就可以看出是你,但我看你头顶也能看出是你,这个就很难了。而王廷宇设计的模型,可以做到这一点。”(沈春蕾 程振伟)
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