计算机视觉技术在无人机上的应用

沈杰 江苏方天电力技术有限公司

引言

计算机视觉技术是近几年所兴起的学科，由大卫 马尔在20 世纪中期提出，独立于其他学科。由于现代社会的需求，无人机也成为了智能领域中研究的热点话题，并广泛应用于各个领域。是以丰富的视觉信息以及无人机提供的信息数据为计算机视觉，获取了大量的相对位置进行调整方向。计算机视觉与无人机相结合，在实际生活中有着非常多成功的案例。如在2018 年初，挪威峡湾曾利用无人机进行垃圾清理的计划正式开始启动，美国军方的一个无人机项目使用了谷歌的人工智能技术，以供军方的审查工作使用等，这些项目都标志着无人机以及计算机视觉技术的融合已经相对成熟。

1 计算机视觉技术

1.1 计算机视觉技术是一种相对于其他仿生技术而言异常复杂的技术，计算机视觉技术不仅急是从环境之中进行搜集图像以及信息，还是通过计算机模拟人类思考方式并给予答案，对视觉传感的搜集信息进行处理与分析。计算机视觉技术已经在不同的智能应用场景中显示出了巨大的信息处理能力，但与人类带有情感和非线性推理进行信息分析来比较，还是有着不小的差距。

1.2 视觉技术这个概念在马尔《视觉》中最早的提出的观点，他认为视觉理论方式，首先应该在图像上先行开始，并提取出真实的场景内容。20 世纪末，世界范围内集中涌现了研究视觉技术在物理表面进行检测的大量文献，与此同时视觉技术已经开始逐步渗透到各个领域，诸如在对车速、流量等进行的实时监控。此时的两项技术的结合还处于未知的阶段，而到21 世纪初，这两项技术的结合却掀起了一阵热潮，计算机视觉技术与无人机相关技术结合运用于自主着陆、测量等领域的研究也在逐渐的显现出来。目前两项技术皆是人工智能领域的关注重点，有着巨大的发展空间。

2 无人机

2.1 无人机的起源在第二次世界大战，并由此带动了全世界的航空技术的进步。我国无人机则是起源于前苏联。在20 世纪中期，我国研发了自主产品，称之为长空一号。在之后1986 年，吕庆风发表了《“长空一号”无人机系列的研制与发展》，在这篇文章中提出对长空一号进行一系列的性能上改进，改进之后的长空一号成功运用在军事领域。

2.2 在20 世纪末21 世纪初，世界无人机发展的焦点都集中在军事方面的运用，无人机在军事上的开发以及应用较为繁多。随着经济的不断进步，无人机技术也在逐渐深入到其他行业中。在商业中，无人机设备经常运用在监控线路、辅助抗灾、灾难救援等方面；生活中，一些较为小型的无人机，则运用在航拍婚礼、综艺录制等众多项目中。

3 计算机视觉与无人机的结合

3.1 这两项技术的结合逐渐扩展到其他行业，在2010 年提出无人机在拍摄调绘上的应用，指出无人机不仅能够缩短周期，还可以大幅度的提升调绘的精准度。随着现代社会的发展需求，这两项技术的结合不仅用于地形的绘制，还用于自然灾害等情报的获取，通过这项技术的应用对灾区进行食物以及水的投递都有着相当大的作用。

3.2 基于视觉的无人机自主着陆

自主起飞和着陆是无人机的基本也是重要技术之一。即使无人操作，无人机也可以进行惯性导航等方式进行着陆，但是惯性导航的偏差较大，而GPS 导航技术相对成熟，计算视觉技术是新兴起的技术。在刘新华提出的无人机自主降落过程中，通过视觉技术获得等多的无人机姿态的角度方法。通过运用MATLAB对无人机拍摄的图像进行处理，从中检测出途中的地平线的位置，以便于之后对无人机进行的着陆。在刘畅等人提出结合与利用计算机视觉技术和惯性导航等算法，来获取更加高准度的、高精度是自主着陆系统中的导航信息。计算机视觉技术与无人机相结合不仅仅实现了飞机加油、起飞等技术，还被应用在其他的众多领域中。2015 年提出计算机视觉技术以及无人机中进行了电力巡查中的应用，其中就包含了跟踪技术以及对绝缘子等特殊的目标进行定点跟踪，实现了自动导航技术，这项应用有效的解决了恶劣环境之中的巡查的安全问题。2016 年，王昌提出以模拟无人机的平台，通过对油菜田中的杂草进行识别和处理，并通过实验其精准的程度，有着不错的成就，在对杂草进行的监测过程中，有人员提出利用在无人机上安装红外线设施监测农产品上的虫害以及肥料等问题，很有可能可以预判森林火灾发生的可能性，并将其所在的位置进行准确的回馈到终端上，这是计算机视觉技术和无人机相结合的，在农业方面成功的事例。在2017 年提出以无人机为主要平台，加之视觉系统，对行人及人流量进行检测以及跟踪，在特殊的场合之中，这项应用可以帮助避免人多的区域出现踩踏事件，或是其他危险事件的发生，帮助人们维护公共的安全。

4 结束语

计算机视觉技术以及无人机前景十分广阔，随着技术的不断深入发展，无人机技术有望在更加深度的方面进行更大的突破。本文对无人机以及计算机视觉技术做出回顾及评估，希望能够有助于人们对于你无人机的认识，目前在无人机救援定位等方面的相关文章并不多，在这方面没有进行更加深入的研究，对还未成熟的领域应该如何加深并实现计算机视觉以及无人机相结合，这是未来需要进行研究的难点和重点。