配備事件攝像機(jī)的無人機(jī)，首次實(shí)現(xiàn)成功自主飛行

無人機(jī)為什么依賴攝像機(jī)

無人機(jī)采用攝像頭來自主導(dǎo)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(dòng)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(jì)。

說起事件攝像機(jī)，也許很多科技愛好者并不感到陌生，曾經(jīng)有科學(xué)家發(fā)表過關(guān)于它的研究成果。早在2014年，來自蘇黎世大學(xué)的Davide Scaramuzza實(shí)驗(yàn)室闡述了事件攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)視覺傳感器的實(shí)用性。事件攝像機(jī)并不像一般的攝像機(jī)，它們更像小巧高行動(dòng)的機(jī)器人。

對于無人機(jī)來說，狀態(tài)估計(jì)、獲得用戶所在位置以及用戶的活動(dòng)狀態(tài)非常重要。為了令無人機(jī)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(dòng)速度以及移動(dòng)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(zhǔn)確的是運(yùn)用強(qiáng)大卻成本高昂的車外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)。若開始用更小型更靈敏的機(jī)器人來進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)時(shí)，尤其是當(dāng)你嘗試處理高度動(dòng)態(tài)的平臺比如快速移動(dòng)的四旋轉(zhuǎn)，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(jī)的原因。

對弱光敏感、記錄場景變化的事件攝像機(jī)助無人機(jī)成功避障

然而，攝像機(jī)本身也存在兩個(gè)重要的問題。第一個(gè)問題是，當(dāng)傳感器的運(yùn)動(dòng)超過相機(jī)可被“凍結(jié)”的幀速率時(shí)，相機(jī)的圖像會變模糊。第二是相機(jī)對于光線的要求與人類眼睛差不多，不能過于強(qiáng)烈也不能過于晦暗。
 

事件攝像機(jī)與普通相機(jī)完全不同。事件攝像機(jī)會記錄場景的變化。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，在實(shí)驗(yàn)中，科研人員把事件攝像機(jī)指向不移動(dòng)的靜態(tài)場景時(shí)，它不會顯示任何內(nèi)容。但是，當(dāng)它檢測到物體的運(yùn)動(dòng)（如像素級的光線變化），它會在每像素的基礎(chǔ)上以非常高的刷新率（毫秒）顯示出該動(dòng)作。事件攝像機(jī)不僅對弱的光線敏感，也不會被明亮的光線屏蔽。若用戶關(guān)心注的是在無人機(jī)移動(dòng)時(shí)避免障礙物，因此，采用事件攝像頭是一個(gè)很理想的選擇。

為了檢測相對運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行準(zhǔn)確的狀態(tài)估計(jì)，科研人員在試驗(yàn)中，令四旋轉(zhuǎn)相機(jī)去識別獨(dú)特的圖像特征并跟蹤這些特征如何移動(dòng)。當(dāng)照明變化或者光線太暗時(shí)，普通攝像機(jī)的跟蹤失敗，而事件攝像機(jī)完全不受影響，依然正常運(yùn)行。