王秦

摘要 AR技術(shù)又叫增強現(xiàn)實技術(shù)，就是把現(xiàn)實世界當中無法進行描述或者體驗的實體信息轉(zhuǎn)化為虛擬信號插入到虛擬現(xiàn)實當中去，使人們可以感受得到它，作為一種極為關(guān)鍵的技術(shù)，其在虛擬現(xiàn)實和實體現(xiàn)實當中起著銜接的作用，其在無人機當中的應(yīng)用有著極為廣泛的前景，可以將無人機所探測到的部分通過增強現(xiàn)實技術(shù)轉(zhuǎn)換為虛擬現(xiàn)實，這樣使人有著身臨其境的感覺，本文對于AR技術(shù)在無人機當中的應(yīng)用展開全面的探討，為其進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】AR技術(shù) 無人機 應(yīng)用

1 引言

新一代的無人機能從多種平臺上發(fā)射和回收，例如從地面車輛、艦船、航空器、亞軌道飛行器和衛(wèi)星進行發(fā)射和回收。地面操縱員可以通過計算機檢驗它的程序并根據(jù)需要改變無人機的航向。而其他一些更先進的技術(shù)裝備、如AR設(shè)備、高級竊聽裝置、穿透樹葉的雷達、提供化學能力的微型分光計設(shè)備等，也將被安裝到無人機上。在無人機設(shè)備的測試和開發(fā)過程中，可能會經(jīng)常出現(xiàn)故障，盲目修改有可能會引入新的錯誤，因此如何高效的對這些錯誤進行測試，確保其能夠被調(diào)試通過是設(shè)備開發(fā)中一個極為重要的問題，但是我國的設(shè)備開發(fā)體系還沒有完全的成熟，一些新技術(shù)還沒有得到廣泛的開展，因此我們需要對傳統(tǒng)的開發(fā)模式逐步進行改造，將其智能化程度提升，使得其可以在自動控制的情況下，自動地實現(xiàn)算法的糾錯。我們主要考慮系統(tǒng)的技術(shù)性與先進性，對于無人機設(shè)備的增強現(xiàn)實效果進行監(jiān)測，由于在整個系統(tǒng)中監(jiān)控技術(shù)屬于特別重要的組成，這一系統(tǒng)擁有著特別強的防范能力，監(jiān)控系統(tǒng)所具備的及時、直觀、豐富信息內(nèi)容、準確的優(yōu)點而在比較多場合廣泛得到應(yīng)用。

2 AR技術(shù)概述

增強現(xiàn)實技是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像、視頻、3D模型的技術(shù)，這種技術(shù)的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進行互動。這種技術(shù)1990年提出。隨著隨身電子產(chǎn)品CPU運算能力的提升，預(yù)期增強現(xiàn)實的用途將會越來越廣。AR算法主要是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的，能夠?qū)崿F(xiàn)完整的評價改善循環(huán)，評價模塊可以評估執(zhí)行模塊的實際效能，對于代價函數(shù)進行優(yōu)化與修正，執(zhí)行模塊可以產(chǎn)生實際的動作來對所改進的策略進行執(zhí)行，同時也能有效的對于被控對象的情況進行反應(yīng)，將其進行運行之后，可以通過不同的反饋，來對實際評價與運行的情況進行確定，同時，利用相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、強化學習等算法，來實現(xiàn)函數(shù)的近似與優(yōu)化，這樣就能對于系統(tǒng)的內(nèi)部參數(shù)進行實時的更新，這里主要是采用貝爾曼的優(yōu)化方式來進行更新的。

3 AR技術(shù)在無人機中的應(yīng)用

3.1 無人機平臺結(jié)構(gòu)

無人機平臺主要包括：飛行控制系統(tǒng)，圖像采集，抗風裝置。飛行控制系統(tǒng)可操控性高，能在小區(qū)域范圍內(nèi)起飛、盤旋、飛行、著陸，具有人工遙控、航線飛行、定點懸停等功能。同時，針對不同的檢測環(huán)境和需求，無人機上安裝有攝像頭、測距儀、紅外感應(yīng)器等傳感設(shè)備，使其可以準確獲取特定區(qū)域的狀態(tài)信息。當發(fā)現(xiàn)空間信息后，通過對無人機空間位置信息記錄，可以實現(xiàn)對其所在位置進行準確定位。同時，根據(jù)無人機所攝錄的高清晰畫面和圖像，對于運行路線進行分析與計算，最終實現(xiàn)增強現(xiàn)實的功能。

3.2 AR技術(shù)應(yīng)用

一般來說，AR設(shè)備主要用于攝像機進行航拍，無人機航拍畫面通過HDMI無線接收器將航拍畫面?zhèn)鬏數(shù)绞謾C上，然后通過APP將手機顯示的航拍畫面分屏，最后將手機放入Blitz Wolf VR（或其他VR顯示設(shè)備）中即可體驗航拍FPV視角。

很多廠商希望能夠為市場提供出一整套安全、穩(wěn)定、長航時、面向行業(yè)應(yīng)用的無人機系統(tǒng)，在這套系統(tǒng)中包含了無人機飛行器主機，及脫離手動控制，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動自主飛行的地面站端，在地面站端可以進行航線設(shè)計、起飛、降落、返航、拍照、及影像覆蓋航線規(guī)劃等一系列功能，同時這套系統(tǒng)還為各個行業(yè)應(yīng)用配備了后處理軟件平臺，以實現(xiàn)在各個行業(yè)的達到應(yīng)用級的解決方案。

3.3 運行注意事項

在待檢測區(qū)域，由2名專業(yè)技術(shù)人員分別控制機身運動狀態(tài)調(diào)整和抗風裝置控制。起飛前，無人機需放置平穩(wěn)，調(diào)試各系統(tǒng)確保開機運行正常后。根據(jù)確定的風向狀態(tài)，在飛行過程中，根據(jù)檢測對象的差異控制不同的安全距離，橋墩和塔柱一般控制在Im左右，纜索和鋼構(gòu)件等地形復雜部位一般控制在1.5m-2m左右，具體安全距離需結(jié)合現(xiàn)場情況確定。根據(jù)不同的橋墩形式，設(shè)定不同的運行方式，重點考慮：

（1）航高設(shè)置（5-75m）;

（2）航線設(shè)計：具體參考航線設(shè)計軟件;

（3）控制測量的方式：常規(guī)GPS控制測量和影響自動匹配;

（4）重疊率（不同墩柱界面行式采用不同的重疊角度）;

不同受力形式的橋墩，其截面構(gòu)造不盡相同，但是從外觀上截面形式大致可分為：截面為矩形橋墩，截面為橢圓橋墩，截面為菱形橋墩。受限于無人機攝像頭的視角范圍，為了保證風向檢測準確度，不同的截面形式，無人機需要考慮的角度和范圍也不同，一般在一個截面，需要從上往下檢查，然后確定到風向的準確數(shù)據(jù)。

為了避免檢測過程受日照方向、風速、天氣狀況等影響，保障采集圖像數(shù)據(jù)較為清晰，避免出現(xiàn)逆光，一般選擇在晴天無風環(huán)境下在迎光面對風向進行檢測。在對表面進行圖像數(shù)據(jù)拍攝保證拍攝的角度和距離控制的適當，那么對于后期分析識別及進行準確定位等都有具有重要意義，在操作上具有較強的可行性。

4 總結(jié)

在利用AR技術(shù)的無人機設(shè)備中，各種錯誤數(shù)據(jù)需要認真的比對和分析，從而對其進行評估，因此作為工程師應(yīng)當具有一定的建模能力，使得測量效率提升，能夠?qū)⑾鄳?yīng)工具在精確運行中應(yīng)用，同時這樣有利于實現(xiàn)無人機設(shè)備的科學規(guī)劃與合理布局。AR技術(shù)對于無人機的發(fā)展來說具有極為重要的意義，因此需要對其技術(shù)進行進一步的優(yōu)化。

參考文獻

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