無人機送貨不再“迷路”

        《中國科學報》 2021-04-01 11:45:05

        當前,無人機送貨正陸續投入使用,但與此同時也面臨“找路”難題。比如,在局促的小區,相鄰兩棟樓不僅外形相似,而且相鄰參照物也極為相似,要把快遞準確送到某棟樓某單元門口,無人機導航很容易“迷路”。

        杭州電子科技大學博士生王廷宇提出的“交叉定位”方案,有望解決這一難題。相關研究成果發表于IEEE《視頻技術電路與系統》期刊。

        眾所周知,GPS是常用的全球定位系統,但在一些情況下GPS會出現定位不準,這時候就要近距離觀察。無人機在送貨時也要靠自己固有的“眼睛”來認路、飛行。這就意味著無人機會有兩只“眼睛”,一只是GPS眼,一只是自有眼睛。

        為此,王廷宇提出了一個簡單有效的模型,在無人機利用衛星地圖“認路”時,該模型可以主動利用衛星眼(GPS眼)和自有眼(攝像頭)看到的信息,通過相互比對(主要依靠對周圍物體的智慧識別),輔助目標的定位。

        然而,衛星圖和無人機圖相互比對,做起來并不容易。衛星只能拍到大概的位置,用的是經緯度的坐標,是俯拍圖。但無人機用的不是經緯度坐標,而且無人機為了到達比較隱蔽的目標,飛行軌跡可能異常復雜,這個時候拍出的圖片可能是側視圖或者是其它角度的(航拍)圖。這就意味著即便是同樣的物體,衛星圖和無人機圖因為拍照角度不同、拍入的周圍物體和環境不同,同樣的物體乍看起來會給人“不一樣”的感覺。

        王廷宇設計的這個模型,并不需要兩個視角圖像的拍攝方向相同,即不需要特意使目標周邊信息在兩張圖像中的位置相同,也能進行有效的比對。這樣無人機在飛向微觀目標物時,衛星導航與無人機拍照“認路”就可以互相配合,完成目標識別。

        “這個模型的最大亮點就是,實現太空坐標、地球坐標、無人機自定義坐標之間的靈活轉換,即交叉定位的內涵。”王廷宇表示,該模型也可以很方便地嵌入到已有的其它導航“認路”方法中,并提高現有方法的性能。

        王廷宇的博士研究生導師、杭州電子科技大學智能信息處理實驗室主任顏成鋼告訴《中國科學報》:“他解決的是一個工程技術應用難題。他用交叉定位也就是匹配機制,從不同角度拍攝識別出同一物體。比如,我看你臉就可以看出是你,但我看你頭頂也能看出是你,這個就很難了。而王廷宇設計的模型,可以做到這一點。”(沈春蕾 程振偉)

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