无人机(UAV)以其多功能性,甚至可以从空中到达难以到达的区域,已成为检查能源工厂、桥梁或工业园区等关键基础设施的有前景的平台。图片 :IDS
为了使用无人机自动检查电线杆,克拉根福大学的研究人员采用了IDS的USB3摄像头。这为导航和定位提供了精确的图像数据。
自主无人机被认为是检查关键基础设施(例如电力线、桥梁或工业设施)的有前景的解决方案。它们能够到达难以触及的区域,最大限度地降低风险,并实现高分辨率的视觉捕捉。然而,一个关键挑战依然存在:实时精确的物体相关导航。
克拉根福大学的一个研究团队开发了一种实时无人机,它利用人工智能和图像处理技术来探测和区分相关结构,并从特定角度接近它们。其核心是IDS uEye LE系列的USB3 Vision工业相机。
准确定位很重要
这为基于人工智能的导航和物体定位提供了必要的图像数据。“精确定位至关重要,这样才能比较摄像机图像,”博士生、网络系统控制研究小组成员 Thomas Georg Jantos 解释道。无人机必须能够区分图像区域是电线杆还是绝缘子,并且必须围绕绝缘子以三米的恒定距离移动,才能提供可重现的图像。这通过物体相对导航实现,该导航从摄像机数据中提取语义信息。这不仅可以识别单个物体,还可以提供它们在空间中的相对位置和方向。
高图像质量和帧率
这需要快速、无延迟地处理相机图像——这正是IDS相机的用武之地。U3-3276LE C-HQ型号配备索尼Pregius IMX265传感器,分辨率高达319万像素,帧率高达58 fps——全局快门即使在短曝光时间下也能消除图像失真。“为了确保安全可靠的巡检飞行,高图像质量和帧率至关重要,”Jantos说道。IDS相机为人工智能提供实时精确位置计算和轨迹校正所需的图像数据。
该摄像头通过 USB3 连接到机载计算机——NVIDIA Jetson Orin AGX。IDS peak 软件开发套件简化了摄像头与机器人操作系统 (ROS) 的集成,并支持自动曝光、白平衡和下采样等附加功能。“借助 IDS peak SDK,我们可以非常轻松地将摄像头及其功能集成到 ROS 中,从而集成到我们的无人机中,”Jantos 解释道。
导航和物体识别
在该大学的无人机测试设施中,uEye LE 已证明其是一款可靠的导航和物体识别传感器。除了性能、规格和接口之外,价格也是选择型号的重要因素。“相机的功能对于检测系统基于 AI 的创新导航算法至关重要,”Jantos 说道。
他认为,像IDS uEye LE这样的工业相机在自主移动机器人的进一步发展中发挥着关键作用。“这些相机必须坚固耐用、结构紧凑、重量轻、速度快且分辨率高,”Jantos强调道。诸如像素合并之类的设备内处理功能也有助于节省宝贵的计算时间。因此,IDS相机的使用有助于将关键基础设施的自主检测提升到一个新的技术水平。
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