原標題:配備事件攝像機的無人機,首次實現(xiàn)成功自主飛行
近日,雷鋒網(wǎng)消息,Antoni Rosinol Vidal、Henri Rebecq、Timo Horstschaefer以及Scaramuzza這四位教授在提交機器人與自動化信函的一篇論文中,首次介紹了一款已應用于自主駕駛無人機的事件攝相機,并強調(diào)它能夠幫助無人機完成前所未能做的事情。
無人機為什么依賴攝像機
無人機采用攝像頭來自主導航,這是一種相對成本較低的方法。如果將攝像頭與IMU相融合,在移動速度不是特別快且光線穩(wěn)定的情況下,則可以提供完全正確的狀態(tài)估計。
說起事件攝像機,也許很多科技愛好者并不感到陌生,曾經(jīng)有科學家發(fā)表過關于它的研究成果。早在2014年,來自蘇黎世大學的Davide Scaramuzza實驗室闡述了事件攝像機的動態(tài)視覺傳感器的實用性。事件攝像機并不像一般的攝像機,它們更像小巧高行動的機器人。
對于無人機來說,狀態(tài)估計、獲得用戶所在位置以及用戶的活動狀態(tài)非常重要。為了令無人機作出與其環(huán)境相互作用的決策,它必須要很靈敏地感知其所處位置、移動速度以及移動方向在哪。然而,據(jù)雷鋒網(wǎng)了解,有很多種方法可以追蹤這些,最準確的是運用強大卻成本高昂的車外運動捕捉系統(tǒng)。若開始用更小型更靈敏的機器人來進行狀態(tài)估計時,尤其是當你嘗試處理高度動態(tài)的平臺比如快速移動的四旋轉,則會變得更加困難。這就是為什么人們一直以來依賴攝像機的原因。
對弱光敏感、記錄場景變化的事件攝像機助無人機成功避障
然而,攝像機本身也存在兩個重要的問題。第一個問題是,當傳感器的運動超過相機可被“凍結”的幀速率時,相機的圖像會變模糊。第二是相機對于光線的要求與人類眼睛差不多,不能過于強烈也不能過于晦暗。
事件攝像機與普通相機完全不同。事件攝像機會記錄場景的變化。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解,在實驗中,科研人員把事件攝像機指向不移動的靜態(tài)場景時,它不會顯示任何內(nèi)容。但是,當它檢測到物體的運動(如像素級的光線變化),它會在每像素的基礎上以非常高的刷新率(毫秒)顯示出該動作。事件攝像機不僅對弱的光線敏感,也不會被明亮的光線屏蔽。若用戶關心注的是在無人機移動時避免障礙物,因此,采用事件攝像頭是一個很理想的選擇。
為了檢測相對運動以進行準確的狀態(tài)估計,科研人員在試驗中,令四旋轉相機去識別獨特的圖像特征并跟蹤這些特征如何移動。當照明變化或者光線太暗時,普通攝像機的跟蹤失敗,而事件攝像機完全不受影響,依然正常運行。