无人机也玩夜视？极飞发布“天目”无人机视觉系统

Studio-R

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收藏 2016-11-23

11 月 22 日，极飞科技发布了“天目”无人机视觉系统（XAIRCRAFT “XCope” UAV Vision System）。该系统融合了双目避障和地形视觉模块，让植保无人机有了感知环境的能力，可以进一步提升植保无人机的作业效率和安全性。据了解，这一技术将作为安全选配，应用于极飞最新发布的 P20 2017 款植保无人机上，而 SUPERX2 飞控系统也会增加相应功能。

极飞“天目”无人机视觉系统

带有“天目”无人机视觉系统的 P20 2017

据了解，从技术角度上看，“天目”无人机视觉系统是极飞的植保无人机四个关键技术——全自主飞行控制、RTK 精准导航、动态变量喷洒和视觉环境感知的其中之一。
其中，全自主飞行控制让无人机不再需要人来遥控，避免了人员操作的局限性；RTK 技术将航线的精准度从米级提升至厘米级，降低了农药漂移和重喷漏喷的损失；动态变量喷洒技术则让植保无人机能够根据飞行速度、天气情况和作物生长数据改变喷洒药量，进一步降低农药和化肥的用量，以及对土壤和水的污染。
今年十月，极飞推出了地理信息服务后，植保无人机用户可以直接基于高精度的位置信息生成自动化作业航线并标记障碍物。但这仍然难以避免一些隐患，比如倒伏的树木，快速生长的树枝，新增加的电线杆亦或是突然闯入作业区域的人。官方表示，“天目”视觉系统与极飞地理信息服务的结合，不仅能大幅减少航线测绘的时间，提升作业安全性，也利于基于深度学习的人工智能技术进入农业生产。
具体来讲，极飞的双目避障基于视差原理（计算机视觉的一种重要形式），它利用成像设备的两只“眼睛”来获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差来获取物体的三维信息，包括摄像头与物体的距离和视线内物体之间的距离等。这和人眼感知物体三维信息的原理相似。之后，感知的位置数据会被导入避障模块中进行计算，经过认知算法得到飞行控制指令，例如悬停、绕行或者继续执行航线等。（“天目”系统原理见题图）
其中，双目避障模块让植保无人机有了感知环境位置的能力，而地形视觉模块则让无人机可以不再依靠 GPS 信号来获得位置信息和飞行信息。无人机在作业的过程中，如果遇到磁场干扰或者是突然丢失 GPS 信号的情况，也能精准悬停，甚至继续执行航线飞行。据极飞工程师介绍：“在这之前能够为飞行器提供全天候导航的技术只有 GPS，而 GPS 和地磁罗盘信号很容易受到干扰，导致飞行事故。”
考虑到植保作业环境复杂，极飞在天目系统中采用了“风帘阻断技术”来保证镜头清洁，确保光学设备在多尘、农药环境中持续正常工作。就像骆驼长期在沙漠环境中进化出双层眼睑和浓密的睫毛一样，极飞采用了高压风场来阻隔沙尘、农药雾滴等异物进入镜头。