時間:2020-06-24 17:13來源:無人機 作者:中國通航
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實時解算六自由度位姿,利用計算機對捕捉到的圖像數據進行處理,實時地解算出運動物體的六自由度位姿,即三自由度位置(X,Y, Z坐標)和三自由度姿態(俯仰角,偏航角和滾轉角)。該系統也可以稱為“室內定位系統”或“室內GPS”。 如圖10,多架相機支持,覆蓋范圍廣,光學室內定位系統采用智能相機,將反光球圖像坐標傳到主機,不同相機數目將產生不同的覆蓋范圍,相機越多,覆蓋范圍越大。 ![]() 圖10 光學動捕系統原理圖
![]() ![]() 圖11 光學動捕相機
![]() 圖12 T型標定桿輔助運動捕捉系統的校準
![]() 圖13 L型標定直角輔助運動捕捉系統中心點配置
軟件參數
![]() 圖14 光學動不系統軟件界面
1、基礎功能
1)支持中文的多語言、多視角、多窗口3D顯示操作界面 2)可同時對多達數百臺Goku™ Camera進行集中管理 3)對視覺慣性同步控制器進行管理 4)高效實時視覺三維重建引擎 5)光學慣性深度融合引擎* 6)多達數百個智能光學剛體創建、標定、管理 7)實時物體追蹤解算及繪制 8)數據記錄及回放 9)空間捕捉區域實時測算及繪制 10)國際領先的IK算法* 11)實時數據流輸出 12)數據記錄及回放 *僅在慣性系統部署時應用 2、支持數據格式 ![]() 3、豐富的第三方接口
![]() 4.1、麻省理工學院
麻省理工學院(Massachusettes Institute of Technology,MIT)的RAVEN(Real-Time Indoor Auto no mous Vehicle Tese Encironment)實驗室,內部裝有18臺運動捕捉攝像機,可以實現無人機的室內定位,實驗室內還有多輛自主的地面小車,研究對象有Draganflyer V Ti Pro 多旋翼無人機和無人小車組成。MIT的無人機集群健康管理計劃(UAV SWARM Health Management Project)主要研究多架無人機的飛行演示。圖5為多架四旋翼無人機對目標進行連續搜索和跟蹤實驗,圖16為多機協同和編隊實驗。
![]() 圖15 無人機目標搜索和跟蹤實驗 圖16 十架無人機多機協同
4.2、斯坦福大學
斯坦福大學(Stanford University)的STARMAC(Stanford Testbed of Autonomous Rotorcraft for MultiAgent Control)項目是為了測試和驗證多機算法和控制策略,它包含多個能夠使用GPS和IMU傳感器進行軌跡跟蹤的四旋翼飛行器。Hoffmann G M團隊基于斯坦福大學的試驗臺,首先將四旋翼無人機的非線性模型線性化,然后使用LQR控制方法設計了姿態控制器,使用滑模控制方法設計了高度控制器,并取得了良好的控制效果。
4.3、賓夕法尼亞大學
賓夕法尼亞大學的GRASP(General Robotics,Automation,Sensing and Perception)實驗室對無人機的控制進行了大量研究,并基于光學動捕系統搭建了無人機測試平臺,主要研究對象如圖17所示。主要研究內容包括對多旋翼無人機的建模、多旋翼無人機自主飛行控制算法和多架無人機協同控制算法的研究。通過大量實驗,GRASP實驗室已經取得了很多創新成果,在該無人機測試平臺下,無人機體現出很大的機動性,能夠完成無人機集群航跡追蹤、協同合作和編隊飛行等測試,圖18為多旋翼無人機協同飛行。
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