無人機視覺導航系統
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-31
無人機視覺導航系統的實例教程
視覺導航系統可以實現無人機在不同光照條件下的自主定位。
視覺導航系統可以實現無人機在不同光照條件下的自主定位。
來源：飛思實驗室
無人機導航可以看作是機器人對如何安全、快速地到達目標位置進行規劃的過程，它主要依賴于當前的環境和位置。為了順利完成預定任務，無人機必須充分了解其狀態，包括位置、導航速度、航向以及出發點和目標位置。
到目前為止，已經提出了各種導航方法，主要分為三類：慣性導航、衛星導航和基于視覺的導航。然而，這些方法都不是完美的；因此，根據無人機的具體任務，采用合適的無人機導航系統是至關重要的。
隨著計算機視覺技術的飛速發展，基于視覺的導航成為自主導航的一個主要研究方向。首先，視覺傳感器能夠提供豐富的環境在線信息；第二，視覺傳感器高度敏感抗干擾能力強，適合感知動態環境；第三，大多數視覺傳感器是被動傳感器，這也阻止了傳感系統被檢測到。基于視覺的無人機導航完整示意圖如圖1所示。
圖1 基于視覺的無人機導航
視覺導航使用視覺傳感器。與GPS、激光閃電、超聲波傳感器等傳統傳感器相比，視覺傳感器可以獲取豐富的環境信息，包括顏色、紋理等視覺信息。
同時，它們更便宜、更易于部署，因此基于視覺的導航已成為研究領域的熱點。如圖2所示，視覺傳感器通常包括以下幾種：
(a) 單目相機
(b) 立體相機
(c) RGB-D 相機
(d) 魚眼相機
圖2 典型的視覺傳感器。(a) 單目相機，(b) 立體相機，(c) RGB-D 相機，(d) 魚眼相機。
展開 無人機的定位功能是無人機自主導航的前提。機載傳感器提供的信息具有不確定性，在GNSS信號消失的情況下難以實現準確定位。因此，國內外許多研究人員提出了多種輔助定位方法。本文基于視覺航拍技術，首先對航拍圖像進行預處理，提取圖像特征信息，然后采用粒子濾波技術提高定位精度。近年來，無人機視覺定位技術在理論研究方面取得了長足的進步，部分成果已進入市場階段，在特殊環境下表現出良好的實用性。與室內無人機或移動機器人相比，無人機在室外環境中的視覺定位存在諸多局限。要實現安全可靠的視覺導航定位任務，仍面臨諸多挑戰。關鍵問題如下：
有限空載問題
為了保持飛行，無人機必須產生足夠的垂直升力，因此它的負載是有限的。目前，無人機可以裝載的儀器包括相機、IMU和測距儀。為了完成無人機的自主定位任務，需要機載控制器，這也增加了負載的重量。如何減輕無人機負載的重量，實現更準確的自主定位，成為視覺導航的關鍵問題。
機載控制器的計算能力有限
無人機視覺定位算法需要對視覺傳感器捕獲的圖像序列進行處理，圖像計算量非常大。即使是具有高計算性能的臺式電腦也需要大量的計算時間。目前，機載設備的處理性能與臺式電腦相差甚遠。常見的解決方案是將地面站與無人機協調，通過地面站計算機運行視覺定位算法，然后通過通信設備將數據傳輸給無人機。室外環境復雜，在需要傳輸大量數據時，通信設備的性能將直接影響無人機定位的實時性。
展開 這第三層韌性提供了在較長GNSS中斷期間進行導航的能力。除此之外，霍尼韋爾還在開發多種替代導航系統，以確保在GNSS面臨挑戰或被拒止的環境中持續安全可靠運行。
除了支持中小型無人機（尤其是那些執行超視距任務的無人機），這些韌性導航系統的未來應用還將包括自動駕駛、專用商用車和個人導航等行業。
轉自：電科小氙
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<p><strong>0 引言</strong></p><p>在科技技術不斷進步的今天，無人機的應用可謂前景大好，不論在軍事還是民用領域，無人機都發揮著極其重要的作用。文獻[1]指出固定翼無人機憑借其較快的速度在偵察，探索等方面有很廣泛的應用。但由于其起飛滑跑[2]時對場地要求比較高，對于一些沒有起飛條件的情況如災后救援，體育賽事，演唱會等將無法發揮作用，限制了其在更廣泛領域的應用。文獻[3]指出在民用無人機領域
近日，深圳市無人機行業協會正式發布由優飛迪科技（以下簡稱我司）參與制定的《無人機數字孿生系統通用要求》等三項團體標準，并下發了相關通知。
通知部分內容摘錄如下：
“各會員單位：
為促進無人機技術創新，推動低空經濟發展，提升市場競爭力。工業和信息化部電子第五研究所、深圳市無人機行業協會、廣西科技大學、
2022年12月8日，美國猶他州杜格威試驗場，通用原子公司首次嘗試從增程型“灰鷹”無人機翼下發射“伊格特”（Eaglet）無人機。這是這款小型無人機的首次試飛。
“伊格特”無人機首飛
隨著物質生活水平的逐漸提高，越來越多先進的科技產品變成了人們的玩具。無人機因其便捷的使用方式和強大的功能由電驅動，通過多旋翼獲得升力飛行，機載高清攝像頭可以用于航拍、地理測繪等多種用途無疑成為了年輕一代的青睞。
與此發展的同時危機也伴隨而，無人機卻總是因為安全性問題，不合時宜地出現在各種社會新聞里。在科技的更新和技術的進步，人機想要繼續發展，除了續航、功能進步之外，安全性也是不可小覷的方面
針對GPS/北斗的電磁干擾和無線電通信頻段干擾事件頻發，嚴重威脅民航和各類用戶的安全。通常手段為采用移動監測測向車、攜帶便攜式監測測向設備進行大范圍的排查，耗時耗力，效率低。
為了解決傳統頻譜偵測車存在的諸多不足和應用瓶頸
以色列國防部宣布，以色列首次測試了一種新型激光導彈防御系統“鐵束”（Iron Beam），該系統成功攔截了無人機、反坦克導彈、迫擊炮彈和火箭彈等空中目標。
“鐵束”系統是由拉斐爾先進防御系統公司（the Rafael Advanced Defense Systems）開發的，使用了定向能武器系統，未來在加強以色列空中防御方面將大有作為。
以色列總理納夫塔利·貝內特(Naftali Bennett
紹興水利局運用無人機自動駕駛、大數據、人工智能等技術，建立數字水管理平臺，部署多臺復亞智能無人機自動機場，覆蓋城區內市36條省、市級河流，對其進行網格化、信息化的無人機環保監測管理。
在浙江紹興市越城區智慧水利大廳內，隨著工作人員在無人機自動巡檢智能平臺上按下無人機啟動鍵，分布于紹興市區內的8架5G網聯無人機緩緩從各自站點的無人機自動機場中緩緩升起，飛向周圍河流上方進行無人化多角度航拍
以色列國防部宣布，以色列首次測試了一種新型激光導彈防御系統“鐵束”（Iron Beam），該系統成功攔截了無人機、反坦克導彈、迫擊炮彈和火箭彈等空中目標。
“鐵束”系統是由拉斐爾先進防御系統公司（the Rafael Advanced Defense Systems）開發的，使用了定向能武器系統，未來在加強以色列空中防御方面將大有作為。
以色列總理納夫塔利·貝內特(Naftali
無人機的定位功能是無人機自主導航的前提。機載傳感器提供的信息具有不確定性，在GNSS信號消失的情況下難以實現準確定位。因此，國內外許多研究人員提出了多種輔助定位方法。本文基于視覺航拍技術，首先對航拍圖像進行預處理，提取圖像特征信息，然后采用粒子濾波技術提高定位精度。近年來，無人機視覺定位技術在理論研究方面取得了長足的進步，部分成果已進入市場階段，在特殊環境下表現出良好的實用性。與室內無人機或移動機器人相比
軍事宇航網站2022年1月10日報道，近日，霍尼韋爾公司推出兩款新型韌性導航系統：霍尼韋爾緊湊型慣性導航系統和霍尼韋爾雷達測速系統，用于中小型無人機的商業和軍事航空應用，特別是超視距任務。
這些系統與霍尼韋爾合作伙伴
