无人机除了空拍和物流用途,还有许多可能性让玩家探索。台湾有玩家制作了一个无人机物件距离侦测与预测系统,可以辨识人和汽车,也可以测量影片中汽车与无人机的距离,Dronesplayer 记者特别访问制作者,让他分享制作心得。
使用 TensorFlow 深度学习套件
系统制作者郭又钢在科技公司担任软体工程师,本年初方开始接触无人机,逐步以 DIY 方式购买材料进行无人机制作。因工作方面需接触深度学习程式-Google TensorFlow 深度学习套件,所以希望尝试结合类神经网路与无人机,从而开发这套应用。
郭先生本年初才开始接触无人机。
需提供大量档案学习
影片中可看到无人机能辨识人类和汽车,郭又钢表示,在训练时让深度学习系统为大量档案作分类,系统透过不断运算辨识,找出最佳的参数,从而学习辨识人类与汽车。
无人机以 DIY 零件作组装。
GPU 协助运算
由于辨识要作大量运算,受器材所限他只能把空拍影片转抄至电脑,再透过显示卡的 GPU,经几千次运算得出一套参数,用来辨识人物和汽车。当中使用到 TensorFlow 和 NVIDIA CUDA 套件,电脑的作业系统则是 Ubuntu OS。在制作过程中,郭先生认为最困难的就是 DIY 的无人机品质没有保证,如他买到灌水电池,只能飞三分钟。不过因为成本问题,暂时他只能选择 DIY 无人机。
遥控上的手机固定器和手机壳以 3D 打印机打印而成,郭先生表示耐用度略嫌不足。
可辨识其他物件
郭先生表示,类神经网路像人类持续观看不同事物,以学习辨识物件,只要不断提供资料,其也可以辨识空拍中出现的建筑物、电线杆等各式各类物件。他表示如有他的无人机有高清图传功能,也可以即时传送影像至电脑作运算,作出即时辨识。
从影片可见,使用系统后能能辨识人类。
测距准确度有待提升
至于辨识汽车距离的功能,郭先生表示系统在运算后具一定参数,再透过三角涵数推测出距离。不过目前数字并不是非常精确。用家需先输入车子大小的资料,方可计算出汽车的距离。由于个人开发能力有限,没有办法给予大量准确资料(如大量汽车型号和体积等),所以目前预测距离功能只是一个大概。
郭先生正操控自制无人机上升。
iPhone 可提升测距精确度
如要提升距离预测的精确度,除了把镜头广角数据、周边物件大小等资料输入系统,也有其他方法,如使用两台无人机进行空拍,借此计算出深度,找出两张图的异同的部分,再用三角涵数算出距离。另一个辨法则是使用 iPhone,因手机具有感测器,当拍摄时无人机移动位置,手机即可运算出移动的距离,等于双镜头的效果。他表示 Apple 的 AR Kit 单镜头就可以作准确运算,移动拍摄可算出深度。所以郭认为把手机绑在无人机拍摄也不失为一个可行办法。目前新款的智能手机具有平行运算能力,搭载的镜头质素不错,更具有 4G 网路,使用上可能不输于 NVIDIA 运算套件。
系统可以大约测出汽车与无人机的距离,但并不够准确。
可作多种应用
目前这个系统还属初步阶段,若能升级器材,有望推出更多功能,如把拍摄到的资料归类,或作 3D 空中扫描、智能搜寻等等,不过目前离实际应用还有很远距离。这个系统只是抛砖引玉,让大众了解无人机不同的可能性。
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