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查看更多凌云科技發(fā)布OptiTrack三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)的無人機(jī)定位方案
方案背景
2014年,在美國華盛頓舉行的美國科技年會上,美國KMelRobotics公司的一組四旋翼無人機(jī)在三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)環(huán)境下,非常嫻熟地演奏了施特勞斯的交響樂《查拉圖斯特拉如是說》。運(yùn)用三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多旋翼無人機(jī)的飛行定位,已經(jīng)在國外普及,在國內(nèi)逐漸受到關(guān)注。
方案概述
在室內(nèi)環(huán)境下,由于GPS信號的接收限制,因此缺乏高精度的飛行定位方法。2010年,美國賓夕法尼亞大學(xué)GRASP實(shí)驗(yàn)室利用三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)解決了室內(nèi)飛行定位的難題,這種方法精度高且穩(wěn)定可靠,受到國內(nèi)外的多旋翼無人機(jī)的研究機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)公司的特別關(guān)注,如瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院、北京航空航天大學(xué)、百度、大疆等。圖-1:四旋翼無人機(jī)標(biāo)記點(diǎn)圖例
該方案需要給多旋翼無人機(jī)上布置被動標(biāo)記點(diǎn)(近紅外光線下反光)或主動標(biāo)記點(diǎn)(主動發(fā)射近紅外光線),紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)通過識別標(biāo)記點(diǎn)來認(rèn)知無人機(jī),實(shí)時捕獲無人機(jī)飛行姿態(tài)和位置信息,如圖-1。


相比于其他飛行定位的方案,三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)擁有以下五點(diǎn)優(yōu)勢:
● 室內(nèi)定位:室內(nèi)環(huán)境下沒有GPS信號,無人機(jī)無法定位;
● 高速:攝像機(jī)的拍攝速度在100FPS以上,能夠提供冗余的定位信息;
● 高精度:位置坐標(biāo)到0.1mm,姿態(tài)角到0.1°,遠(yuǎn)高于其他的定位方案;
●魯棒性:跟蹤固定在無人機(jī)上的剛體,跟蹤數(shù)據(jù)幾乎不會丟失;
● 價格:自主編隊(duì)飛行的成本較低。
無人機(jī)開發(fā)人員可以運(yùn)動三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)進(jìn)行無人機(jī)飛行控制精度的驗(yàn)證,調(diào)整飛控參數(shù),優(yōu)化飛控系統(tǒng)。另外,使用三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)還可以實(shí)時修正無人機(jī)的飛行軌跡,從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)編隊(duì)飛行。
產(chǎn)品詳情
產(chǎn)品特性
●Prime41捕捉范圍高達(dá)100英尺(約30.5米)
●擁有低畸變鏡頭技術(shù),含寬帶抗反射鍍膜,防止外界光線干擾,捕捉數(shù)據(jù)純凈、無雜點(diǎn)
●采用850nm波段的近紅外照明,更穩(wěn)定,不易受自然光的干擾,支持室外捕捉
● 支持通過一根千兆網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、供電,僅一根線纜能讓系統(tǒng)的安裝、布線更方便
●擁有輔助瞄準(zhǔn)按鈕,按下后,軟件將顯示全屏的2D預(yù)覽視角,為用戶安裝提供極大的便捷
●用戶使用NatNetSDK自定義開發(fā)數(shù)據(jù)通信接口,或使用MotiveAPI自定義開發(fā)應(yīng)用程序直接控制系統(tǒng)
●支持zui多定位24架多旋翼無人機(jī)
●實(shí)時預(yù)覽和輸出六自由度數(shù)據(jù),包括三維空間XYZ軸坐標(biāo),偏航角Yaw,橫搖角Roll,俯仰角Pitch
主要應(yīng)用
2014年,在美國華盛頓舉行的美國科技年會上,美國KMelRobotics公司的一組四旋翼無人機(jī)在三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)環(huán)境下,非常嫻熟地演奏了施特勞斯的交響樂《查拉圖斯特拉如是說》。運(yùn)用三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多旋翼無人機(jī)的飛行定位,已經(jīng)在國外普及,在國內(nèi)逐漸受到關(guān)注。
方案概述
在室內(nèi)環(huán)境下,由于GPS信號的接收限制,因此缺乏高精度的飛行定位方法。2010年,美國賓夕法尼亞大學(xué)GRASP實(shí)驗(yàn)室利用三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)解決了室內(nèi)飛行定位的難題,這種方法精度高且穩(wěn)定可靠,受到國內(nèi)外的多旋翼無人機(jī)的研究機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)公司的特別關(guān)注,如瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院、北京航空航天大學(xué)、百度、大疆等。圖-1:四旋翼無人機(jī)標(biāo)記點(diǎn)圖例
該方案需要給多旋翼無人機(jī)上布置被動標(biāo)記點(diǎn)(近紅外光線下反光)或主動標(biāo)記點(diǎn)(主動發(fā)射近紅外光線),紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)通過識別標(biāo)記點(diǎn)來認(rèn)知無人機(jī),實(shí)時捕獲無人機(jī)飛行姿態(tài)和位置信息,如圖-1。

圖-1
整套系統(tǒng)的工作流程如圖-2所示,控制計算機(jī)通過WIFI、藍(lán)牙或無線數(shù)傳等數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出飛行控制指令給無人機(jī),無人機(jī)接收到飛行指令后自主飛行。運(yùn)動捕捉系統(tǒng)實(shí)時捕捉到無人機(jī)的六自由度信息,并傳回控制計算機(jī)??刂朴嬎銠C(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的飛行軌跡和實(shí)際的飛行軌跡的差別,修正飛行參數(shù),并重新發(fā)送飛行控制指令給無人機(jī),從而控制無人機(jī)高精度的、平穩(wěn)的、無偏差的飛行。
圖-2:系統(tǒng)工作流程示意圖
技術(shù)優(yōu)勢相比于其他飛行定位的方案,三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)擁有以下五點(diǎn)優(yōu)勢:
● 室內(nèi)定位:室內(nèi)環(huán)境下沒有GPS信號,無人機(jī)無法定位;
● 高速:攝像機(jī)的拍攝速度在100FPS以上,能夠提供冗余的定位信息;
● 高精度:位置坐標(biāo)到0.1mm,姿態(tài)角到0.1°,遠(yuǎn)高于其他的定位方案;
●魯棒性:跟蹤固定在無人機(jī)上的剛體,跟蹤數(shù)據(jù)幾乎不會丟失;
● 價格:自主編隊(duì)飛行的成本較低。
無人機(jī)開發(fā)人員可以運(yùn)動三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)進(jìn)行無人機(jī)飛行控制精度的驗(yàn)證,調(diào)整飛控參數(shù),優(yōu)化飛控系統(tǒng)。另外,使用三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)還可以實(shí)時修正無人機(jī)的飛行軌跡,從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)編隊(duì)飛行。
產(chǎn)品詳情

產(chǎn)品特性
●Prime41捕捉范圍高達(dá)100英尺(約30.5米)
●擁有低畸變鏡頭技術(shù),含寬帶抗反射鍍膜,防止外界光線干擾,捕捉數(shù)據(jù)純凈、無雜點(diǎn)
●采用850nm波段的近紅外照明,更穩(wěn)定,不易受自然光的干擾,支持室外捕捉
● 支持通過一根千兆網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、供電,僅一根線纜能讓系統(tǒng)的安裝、布線更方便
●擁有輔助瞄準(zhǔn)按鈕,按下后,軟件將顯示全屏的2D預(yù)覽視角,為用戶安裝提供極大的便捷
●用戶使用NatNetSDK自定義開發(fā)數(shù)據(jù)通信接口,或使用MotiveAPI自定義開發(fā)應(yīng)用程序直接控制系統(tǒng)
●支持zui多定位24架多旋翼無人機(jī)
●實(shí)時預(yù)覽和輸出六自由度數(shù)據(jù),包括三維空間XYZ軸坐標(biāo),偏航角Yaw,橫搖角Roll,俯仰角Pitch
主要應(yīng)用
●無人機(jī)研究:飛行控制系統(tǒng)的優(yōu)化
●編隊(duì)飛行:會展表演
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