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红外双目立体视觉——飞行平台的眼

2018-06-08 15:30:25  来源 : 警用装备网


        警用装备网讯:近年来,国内外载人、无人飞行平台因刮撞高压线导致的坠机事故屡屡发生。就在今年6月2日,重庆神龙通用航空一架空客H120直升机在执行飞行任务时,不慎撞击高压线造成机毁人亡的惨剧,目前事故原因仍在调查中。飞行安全无小事,一旦坠机事故发生,后果不堪设想。因此,飞行平台的避障能力就显得尤为重要。


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  目前,很多飞行平台普遍采用了红外线避障、超声波感器避障、以及激光雷达避障等飞行避障技术,但效果却不大理想。红外线避障的原理是红外线遇障碍物反射测距,其抗干扰性差、会被黑色物体吸收、能穿透透明物体、此外还会受强光条件影响;超声波感器避障是通过计算超声波从发射到接收的时间差进行测距,对于远距离障碍物的测量精度不佳,易受海绵等吸收声波的物体或者大风天气影响,以及易被飞机浆叶气流干扰;激光雷达避障原理是通过点云来获取周围环境信息,但当遇透明材料或空洞大的结构时,则会穿透而无法收到有效的雷达反馈,其次,它价格高昂、体积大、功耗高。


  因此,无论是红外线还是超声波,目前都是单点测距,只能获得特定方向上的距离数据。而激光雷达受限于测距原理和价格、体积、功耗等因素,既不经济也不实用。随着科学技术的不断发展,究竟有没有一些技术或者产品能够对其进行解决呢?是否有更具市场性、实用性的产品呢?


  沈阳上博智像科技有限公司(以下简称:上博智像)是一家从事红外热线仪、计算机视觉模块、智能光电载荷的研发、生产及相关服务为主的创新型企业。对于目前普遍采用飞行避障技术的弊端,上博智像研发出一款红外双目立体视觉环境感知系统解决方案,大大增强了安全性。


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图为上博智像双目立体视觉系统测试效果图


  红外双目立体视觉系统是基于视差,获取视域空间内的三维信息,即由两个摄像机的图像平面和前方物体之间构成一个三角形,已知两个摄像机之间的位置关系,通过相似三角形原理来获得两个摄像机公共视场内物体的深度数据、三维尺寸及空间物体特征点的三维坐标。此种方法不受物体材质的影响,可以增强包括无人机、载人直升机在内的机动平台的作业可靠性。


  而红外热成像技术与双目立体视觉技术的一体化融合,又赋予产品透雾、透云、不受电磁干扰、无需任何辅助光源便可以进行全天时、全天候作业的能力。此外,宽动态成像技术使红外热像仪能够在温度骤变的情况下实现成像自适应调节,继而保证视域内障碍物距离数据的实时抓取。


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图为上博智像红外双目立体视觉环境感知系统


  更重要的是,该系统结构紧凑、成本低,FPGA架构设置为产品节省了大量计算带宽,便于更多功能的后续定制化开发。此外,针对高压线、灯塔、建筑物楼顶等高空障碍物,红外双目环境感知系统还内嵌了几何结构自识别算法,能够对包括线体在内的障碍物进行实时捕获和信息反馈,有效避免潜在事故发生。





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