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化身奇异博士!科学家研发新系统,手势即可操纵无人机完成各种动作

作者: 深圳市翼飞鸿天无人机科技有限公司发表时间:2020-09-25 10:09:12浏览量:178

无人机航拍




随着技术的不断发展,无人机逐渐普及,在个人消费领域越来越常见,无人机全球商业试产也正在逐渐形成。但是到目前为止,在缺乏特殊训练和额外的控制设备的情况下,很难直观地控制无人机飞行。




为了解决这一问题,近日,莫斯科斯科尔科沃科技学院的Skoltech实验室开发了“DroneLight”操控系统。该研究成果最近已以论文形式在线发表于IEEE国际机器人与人机交互通信国际会议。




该论文表示,这是一种新的人机交互模式,用户直接与无人机交互,通过手势就可以对其进行操控,减少了用户学习无人机飞行的成本。




DroneLight系统由三个部分组成:一个小型Crazyflie 2.0 四轴飞行器,配备了一系列可编程RGB LED(三色发光二极管);配有惯性测量单元(加速度计/陀螺仪组合)的手套;一台运行基于机器学习的算法的计算机作为基站。




实验所用的四轴飞行器尺寸较小,三围92x92x29毫米,重量仅有27克。这一飞行器灵活性和可扩展性很强,研究人员得以将小型传感电路安装到主体上。飞行器底部连接有一个环形甲板,上面有十二个发光二极管,飞行过程中显示出不同的颜色组合。




手套是DroneLight系统的输入数据源,由控制器、传感器和其他模组组成。研究人员事先为手套定义了五个不同的手势,分别是字母S、K、O、L和J。




当用户移动佩戴手套在空中绘制字母时,手套会跟踪这些移动轨迹并将数据无线传输到基站计算机。计算机算法将这些手部运动匹配到先前被教定义的字母形状。




最后,计算机发出指令,控制发光的无人机,使其以被识别出来的字母形状的轨迹飞行。飞行器的速度很快,对于没有丰富的无人机飞行经验,要达到这样的飞行轨迹和速度非常困难。




为了捕捉飞行器的运动轨迹,研究人员还搭建了Vicon运动捕捉系统,该系统包含12个摄像头,用于在5x5x5 m的空间内跟踪四轴飞行器,其识别进度达到了亚毫米级别。




目前,该研究小组正在向DroneLight系统输入更多的手势轨迹,同时,还将优化算法,使识别更为准确和快速。




关于该研究的应用前景,除了用于高难度的无人机表演。参与此项目的德兹米特里·塞瑟鲁库教授(Dzmitry Tsetserukou)提出了“无人机信使”(DroneMessenger)信息传递系统,该系统使人可以在远处交换信息和表情符号。




研究人员还提出可以开发一种基于DroneLight的新型救援报警系统,以替代可以发出遇险信号的信号枪。无人机上的视觉追踪器不断对环境进行视频记录,救援队可能会在检测到信息时得到通知,并及时完成救援。




与信号枪相比,DroneLight系统不仅可以发出警报,还可以通过光绘提供有价值的信息,如地理位置坐标、遇险人数等。

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