不论是专业玩家还是新手小白,都不会抗拒无人机能够稳稳的悬停,但一直以来我们都被洗脑成只相信GPS才能有定位功能,直到单目光流技术的出现。
在今年大疆所发布的无人机上,我们看到了一项可以让飞机更好悬停的黑科技:双目立体视觉技术。猫哥今天进行了几个小测试,来看看双目立体视觉对于无人机飞行到底是“鸡肋”还是“虎翼”。
大疆今年发布的两款无人机(凌晨有发布会...):精灵4和Mavic Pro都配备了前视和下视双目视觉传感器,分别安置在机身前侧和机身下方。
这两个一组的小摄像头形似人的双眼,称为双目。官方的宣传强调双目立体视觉用于无人机精准悬停。
一直以来我们都知道无人机是靠GPS定位系统保持自身悬停的,但在室内或接近高楼的地方,由于遮挡,无人机会突然丢失GPS信号,因而进入姿态漂移,现象就是飞机很飘,很飘。
按道理,这时双目立体视觉就派上用场了。双目立体视觉技术模拟了人类的视觉感知,通过摄像头观测周围物体,模仿大脑对视觉的处理过程,对拍到的画面进行转换,基于图像分析出周边环境,计算飞机相对周围环境的相对位移,从而实现悬停。
按照官方介绍,当一架精灵4在室内飞行或从开阔区域飞进高架桥底时,它的GPS通讯被阻断了,此时飞机的双目不会因无GPS而受影响。精灵4下方的双目的有效距离10米(Mavic 13米),前方双目的有效距离15米,只要在双目的有效范围内,精灵4还是可以保证悬停。
对此我们设计了几个小测试,来看没有GPS的情况下,仅靠双目悬停的无人机效果。
▍屏蔽GPS,下方双目+前视双目悬停效果
精灵4的GPS在飞机上盖的顶部中央位置 ▽因此我们用屏蔽纸贴住了此部位▽
由于屏蔽纸的遮挡,飞机完全收不到卫星信号 ▽APP显示无卫星,飞机处于OPTI视觉模式▽
这时把精灵飞到8米高处 ▽精灵4只能靠双目悬停▽
▽来看飞机悬停效果如何▽
能看到螺旋桨的转动,真的不是拿JPG冒充GIF哦,我们再来看看加速10倍速下的悬停。
▽10倍加速效果▽
虽然环境有微风,但是精灵4能及时的修正位置,总体保持位置不变,悬停效果良好。
▍屏蔽GPS并遮住下方双目 在我们的认知中,精灵4在没有了GPS的情况下就是通过下方的双目来悬停的,那么,在测试1屏蔽了GPS的情况下再遮住机身下方的双目摄像头,飞机会如何呢?
没错,这真的已经经过了10倍加速。
这是由于飞机前侧的双目立体视觉在起作用,飞机前方的两个小摄像头通过对前方树的识别,同样确定了自身位置。
在没有GPS坐标和下视双目数据的情况下,仅靠前视双目保持了稳定的悬停。
看来前视双目除了避障,还起到了精准悬停的效果。
▍姿态模式对比
作为对比,我们来看看在GPS、双目视觉都不起作用的情况下,处于姿态模式的精灵4是怎么样的:
猫哥的精灵3专业版上也有视觉传感器,但是只有一个摄像头的“单目光流”,虽比姿态模式稳了很多,但是室内悬停仍需不时辅助打杆,不能令人完全放心。而精灵4的双目强大了太多,只要环境适合,飞机4简直稳如空中钉钉子。
这是因为与单目相比,双目能获得环境深度信息,对环境中参照物的要求也相对较低,能适应更多环境。在视觉技术上,双目的方案已相当成熟,精灵4也由此在悬停稳定性上有大的突破。
▍总结:
精灵4的前视和下视双目视觉的悬停效果不逊于GPS,甚至是把下视双目遮挡后,精灵4依靠前视双目仍能保持稳定的悬停。
另外我们发现,在实验1的情况下精灵限高8米,到达8米后无法继续打杆升高,应该是大疆处于视觉传感器工作范围考虑进行的限制。
看来这个双目视觉,实在有点厉害… |