12、机器视觉与传感器技术在无人系统中的应用

机器视觉与传感器技术在无人系统中的应用

1. 机器视觉技术概述

在人工智能时代，计算机视觉和机器视觉技术从原本局限于计算机科学研究和特定行业应用，逐渐走到了前沿，为无数智能设备提供了“眼睛”。机器视觉与计算机视觉基本原理相似，可看作是计算机视觉在自动化检测和工业控制领域的系统工程分支。它侧重于以新方式整合现有技术，解决现实世界的图像处理问题。一个基本的机器视觉系统主要由光源、相机、视觉处理器和输出组件组成，其主要应用于自动化检测和工业机器人引导系统。近年来发展的无人机、无人驾驶车辆和无人船等，也成为了机器视觉的新兴应用市场。

2. 机器视觉在无人机领域的应用

2.1 无人机的共性需求

无人机、无人驾驶车辆和机器人等无人智能设备有两个共性需求。一是需要“大脑”，即利用计算机代替人类大脑处理大量复杂信息；二是需要“眼睛”，通过相机、视觉处理器（VPUs）和专有软件处理系统来感知环境并及时正确响应。

2.2 工业无人机

首个获批拥有无人机自动驾驶技术的公司推出了一款工业无人机。它能实现无人驾驶飞行，配备军事级航空电子设备进行精确控制，并可进行预编程执行任务。该无人机能自动起降，无需人工控制飞行半小时，还能通过相机实时传输视频图像，可用于空中监视和巡逻，在紧急情况下替代人类执行任务，避免人员危险。

2.3 民用无人机

过去，民用无人机常被视为玩具或消费级设备，如今已广泛应用于航空摄影、录像、地质调查、安全监控、交通监测、执法、农业植保和紧急救援等领域。其中一款无人机系列采用双目立体视觉的精确悬停技术，突破了光流定位的限制，即使在户外高空无 GPS 信号的情况下也能精确悬停。