PX4 Guide (v1.15)

Мови (Ukrainian)

English
中文 (Chinese)
한국어 (Korean)

Мови (Ukrainian)

English
中文 (Chinese)
한국어 (Korean)

Appearance

Комп'ютерний зір (оптичний потік, MoCap, VIO, уникання) ​

Техніки комп'ютерного зору дозволяють комп'ютерам використовувати візуальні дані для розуміння їх оточення.

PX4 використовує системи комп'ютерного зору (переважно запущені на супутніх комп'ютерах) для підтримки наступних функцій:

  • Оптичний потік забезпечує оцінку швидкості у двох вимірах (з використанням камери, спрямованої вниз, та датчика відстані, спрямованого вниз).
  • Захоплення руху забезпечує оцінку позиції у трьох вимірах за допомогою візійної системи, яка знаходиться поза транспортним засобом. Це переважно використовується для внутрішньої навігації.
  • Візуальна інерціальна оцінка положення забезпечує оцінку позиції та швидкості у трьох вимірах за допомогою вбудованої візійної системи та ІВП. Це використовується для навігації в тих випадках, коли інформація про позицію GNSS відсутня або ненадійна.
  • Уникання перешкод забезпечує повну навігацію навколо перешкод під час польоту за запланованим маршрутом (наразі підтримуються місії). Це використовує PX4/PX4-Avoidance, яке працює на супутньому комп'ютері.
  • Уникнення зіткнення використовується для зупинки транспортних засобів перед тим, як вони зіткнуться з перешкодою (переважно при польоті у ручних режимах).

TIP

Набір для розвитку автономності візійної системи PX4 (від Holybro) - це надійний та доступний набір для розробників, які працюють з комп'ютерним зором на PX4. Він поставляється без попередньо встановленого програмного забезпечення, але включає приклад реалізації уникання перешкод для демонстрації можливостей платформи.

Захоплення руху ​

Захоплення руху (MoCap) - це техніка оцінки тривимірного положення (позиції та орієнтації) транспортного засобу з використанням механізму позиціонування, який знаходиться поза транспортним засобом. Системи захоплення руху найчастіше виявляють рух за допомогою інфрачервоних камер, але також можуть використовуватися інші типи камер, лідар або ультраширокосмуговий радіорухометр (УШР).

:::note Захоплення руху (MoCap) часто використовується для навігації транспортного засобу в ситуаціях, де відсутній GPS (наприклад, всередині приміщень) та надає позицію відносно локальної системи координат. :::

Для отримання інформації про MoCap, перегляньте:

Візуальна інерціальна оцінка положення (VIO) ​

Візуальна інерціальна оцінка положення (VIO) використовується для оцінки тривимірного положення (позиції та орієнтації) та швидкості руху транспортного засобу відносно місцевої початкової позиції. Часто використовується для навігації транспортного засобу в ситуаціях, де GPS відсутній (наприклад, всередині приміщень) або ненадійний (наприклад, при польоті під мостом).

VIO використовує візуальну одометрію для оцінки положення транспортного засобу на основі візуальної інформації, поєднаної з інерційними вимірами від ІНС (для корекції помилок, пов'язаних з швидким рухом транспортного засобу, що призводить до поганого захоплення зображення).

:::note Однією з відмінностей між VIO і MoCap є те, що камери/ІНС VIO базуються на транспортному засобі, і додатково надають інформацію про швидкість. :::

Для отримання інформації щодо налаштування VIO на PX4 дивіться:

Оптичний потік ​

Оптичний потік забезпечує оцінку швидкості у двох вимірах (з використанням камери, спрямованої вниз, та датчика відстані, спрямованого вниз).

Для отримання інформації про оптичний потік, перегляньте:

Порівняння ​

Оптичний потік та VIO для оцінки локального положення ​

Обидва методи використовують камери і вимірюють різницю між кадрами. Оптичний потік використовує камеру, спрямовану вниз, тоді як VIO використовує стереокамеру або камеру з відстеженням під кутом 45 градусів. Припускаючи, що обидва методи добре калібруються, який з них краще для оцінки локального положення?

Консенсусом здається:

Оптичний потік:

  • Оптичний потік, спрямований вниз, надає вам планарну швидкість, яка коригується на кутову швидкість за допомогою гіроскопа.
  • Вимагає точної відстані до землі і передбачає планарну поверхню. Враховуючи ці умови, це може бути настільки ж точним / надійним, як VIO (для польотів у приміщенні)
  • Має більшу надійність, оскільки має менше станів, ніж VIO.
  • Значно дешевший і легший у налаштуванні оскільки для цього потрібен лише датчик оптичного потоку, дальномір та налаштування кількох параметрів (які можна підключити до керуючого пристрою польоту).

VIO:

  • Дорожче придбати і складніше налаштувати. Потребує окремий супутній комп'ютер, калібрування, програмне забезпечення, конфігурацію та інше.
  • Буде менш ефективним, якщо відсутні точкові особливості для відстеження (на практиці реальний світ зазвичай має точкові особливості).
  • Більш гнучкий і дозволяє додаткові функції, такі як уникання перешкод і картографування.

Комбінація (об'єднання обох) ймовірно найбільш надійна, хоча не обов'язкова в більшості реальних сценаріїв. Зазвичай ви оберете систему, яка відповідає вашому робочому середовищу, потрібним функціям та обмеженням вартості:

  • Використовуйте VIO якщо ви плануєте летіти на відкритому повітрі без GPS (або на відкритому повітрі) або якщо вам потрібно підтримати уникання перешкоди та інші функції зору комп'ютера.
  • Використовувати оптичний потік, якщо ви плануєте лише літати в приміщенні (без GPS) і вартість є важливою.

Зовнішні ресурси ​