26、室内外无人机视觉技术解析

室内外无人机视觉技术解析

1. 计算机视觉在无人机中的应用概述

计算机视觉（CV）致力于开发能够通过图像信息或多维数据来感知环境的人工系统，它模仿人类视觉，可在不接触环境的情况下提取测量数据。CV 与图像加工不同，它还会处理来自传感器等的信号，以实现系统与环境的交互。

从工程角度看，CV 是构建自主系统的重要工具，能完成一些人类视觉系统的任务，甚至在很多情况下超越人类能力。如今，视觉系统广泛与机器人系统集成，通常遵循“观察”然后“移动”的步骤，结果的准确性直接取决于视觉传感器的精度，使用视觉反馈控制回路可减少误差。

在无人机（UAV）领域，对 CV 技术的应用兴趣日益浓厚。将 UAV 视为网络 - 物理系统（CPS）能更好地对其进行建模。CV 技术可用于 UAV 的自主飞行定位、空中监视以及感兴趣区域（ROI）或感兴趣点（POI）的检测。这一趋势得益于电子元件小型化、机载 CPU 计算能力提升以及机器人平台其他组件成本降低等因素。现代 UAV 任务的多样性和复杂性要求更高水平的自主性，其核心是导航控制系统及其支持子系统，这些系统与地面控制站集成，地面控制站负责远程监控 UAV 的操作。

UAV 中的 CV 系统一般有相似的架构，其操作包括三个步骤：
1. 数据采集 ：通常由相机、接近传感器和超声波传感器完成，以数字形式获取数据。
2. 数据处理 ：嵌入式计算机执行算法，进行测量、检测或监控等操作。
3. 数据分析 ：将处理后的数据转化为决策命令，作为自主机器人系统的输入。

然而，CV 系统的性能受多