無人機(jī)(UAV)以其多功能性,甚至可以從空中到達(dá)難以到達(dá)的區(qū)域,已成為檢查能源工廠、橋梁或工業(yè)園區(qū)等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的有前景的平臺。圖片 :IDS
為了使用無人機(jī)自動檢查電線桿,克拉根福大學(xué)的研究人員采用了IDS的USB3攝像頭。這為導(dǎo)航和定位提供了精確的圖像數(shù)據(jù)。
自主無人機(jī)被認(rèn)為是檢查關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施(例如電力線、橋梁或工業(yè)設(shè)施)的有前景的解決方案。它們能夠到達(dá)難以觸及的區(qū)域,最大限度地降低風(fēng)險,并實現(xiàn)高分辨率的視覺捕捉。然而,一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)依然存在:實時精確的物體相關(guān)導(dǎo)航。
克拉根福大學(xué)的一個研究團(tuán)隊開發(fā)了一種實時無人機(jī),它利用人工智能和圖像處理技術(shù)來探測和區(qū)分相關(guān)結(jié)構(gòu),并從特定角度接近它們。其核心是IDS uEye LE系列的USB3 Vision工業(yè)相機(jī)。
準(zhǔn)確定位很重要
這為基于人工智能的導(dǎo)航和物體定位提供了必要的圖像數(shù)據(jù)?!熬_定位至關(guān)重要,這樣才能比較攝像機(jī)圖像,”博士生、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制研究小組成員 Thomas Georg Jantos 解釋道。無人機(jī)必須能夠區(qū)分圖像區(qū)域是電線桿還是絕緣子,并且必須圍繞絕緣子以三米的恒定距離移動,才能提供可重現(xiàn)的圖像。這通過物體相對導(dǎo)航實現(xiàn),該導(dǎo)航從攝像機(jī)數(shù)據(jù)中提取語義信息。這不僅可以識別單個物體,還可以提供它們在空間中的相對位置和方向。
高圖像質(zhì)量和幀率
這需要快速、無延遲地處理相機(jī)圖像——這正是IDS相機(jī)的用武之地。U3-3276LE C-HQ型號配備索尼Pregius IMX265傳感器,分辨率高達(dá)319萬像素,幀率高達(dá)58 fps——全局快門即使在短曝光時間下也能消除圖像失真。“為了確保安全可靠的巡檢飛行,高圖像質(zhì)量和幀率至關(guān)重要,”Jantos說道。IDS相機(jī)為人工智能提供實時精確位置計算和軌跡校正所需的圖像數(shù)據(jù)。
該攝像頭通過 USB3 連接到機(jī)載計算機(jī)——NVIDIA Jetson Orin AGX。IDS peak 軟件開發(fā)套件簡化了攝像頭與機(jī)器人操作系統(tǒng) (ROS) 的集成,并支持自動曝光、白平衡和下采樣等附加功能?!敖柚?IDS peak SDK,我們可以非常輕松地將攝像頭及其功能集成到 ROS 中,從而集成到我們的無人機(jī)中,”Jantos 解釋道。
導(dǎo)航和物體識別
在該大學(xué)的無人機(jī)測試設(shè)施中,uEye LE 已證明其是一款可靠的導(dǎo)航和物體識別傳感器。除了性能、規(guī)格和接口之外,價格也是選擇型號的重要因素?!跋鄼C(jī)的功能對于檢測系統(tǒng)基于 AI 的創(chuàng)新導(dǎo)航算法至關(guān)重要,”Jantos 說道。
他認(rèn)為,像IDS uEye LE這樣的工業(yè)相機(jī)在自主移動機(jī)器人的進(jìn)一步發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用?!斑@些相機(jī)必須堅固耐用、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、速度快且分辨率高,”Jantos強(qiáng)調(diào)道。諸如像素合并之類的設(shè)備內(nèi)處理功能也有助于節(jié)省寶貴的計算時間。因此,IDS相機(jī)的使用有助于將關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的自主檢測提升到一個新的技術(shù)水平。
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