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方案背景

        2014年,，在美國(guó)華盛頓舉行的美國(guó)科技年會(huì)上，美國(guó)KMelRobotics公司的一組四旋翼無(wú)人機(jī)在三維紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)環(huán)境下，非常嫻熟地演奏了施特勞斯的交響樂(lè)《查拉圖斯特拉如是說(shuō)》。運(yùn)用三維紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行定位,，已經(jīng)在國(guó)外普及，在國(guó)內(nèi)逐漸受到關(guān)注,。

方案概述

        在室內(nèi)環(huán)境下,，由于GPS信號(hào)的接收限制,，因此缺乏高精度的飛行定位方法。2010年,，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)GRASP實(shí)驗(yàn)室利用三維紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)解決了室內(nèi)飛行定位的難題,，這種方法精度高且穩(wěn)定可靠，受到國(guó)內(nèi)外的多旋翼無(wú)人機(jī)的研究機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)公司的特別關(guān)注,，如瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院,、北京航空航天大學(xué)、百度,、大疆等,。圖-1：四旋翼無(wú)人機(jī)標(biāo)記點(diǎn)圖例

        該方案需要給多旋翼無(wú)人機(jī)上布置被動(dòng)標(biāo)記點(diǎn)（近紅外光線下反光）或主動(dòng)標(biāo)記點(diǎn)（主動(dòng)發(fā)射近紅外光線），紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)通過(guò)識(shí)別標(biāo)記點(diǎn)來(lái)認(rèn)知無(wú)人機(jī),，實(shí)時(shí)捕獲無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)和位置信息,，如圖-1。

        整套系統(tǒng)的工作流程如圖-2所示,，控制計(jì)算機(jī)通過(guò)WIFI、藍(lán)牙或無(wú)線數(shù)傳等數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出飛行控制指令給無(wú)人機(jī),，無(wú)人機(jī)接收到飛行指令后自主飛行,。運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉到無(wú)人機(jī)的六自由度信息，并傳回控制計(jì)算機(jī),?？刂朴?jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的飛行軌跡和實(shí)際的飛行軌跡的差別，修正飛行參數(shù),，并重新發(fā)送飛行控制指令給無(wú)人機(jī),，從而控制無(wú)人機(jī)高精度的、平穩(wěn)的,、無(wú)偏差的飛行,。

圖-2：系統(tǒng)工作流程示意圖

        技術(shù)優(yōu)勢(shì)

    相比于其他飛行定位的方案，三維紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)擁有以下五點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

        ● 室內(nèi)定位：室內(nèi)環(huán)境下沒(méi)有GPS信號(hào),，無(wú)人機(jī)無(wú)法定位,；
 
        ● 高速：攝像機(jī)的拍攝速度在100FPS以上，能夠提供冗余的定位信息,；

        ●  高精度：位置坐標(biāo)到0.1mm,，姿態(tài)角到0.1°，遠(yuǎn)高于其他的定位方案,；

        ●魯棒性：跟蹤固定在無(wú)人機(jī)上的剛體,，跟蹤數(shù)據(jù)幾乎不會(huì)丟失；

        ● 價(jià)格：自主編隊(duì)飛行的成本較低,。

        無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)人員可以運(yùn)動(dòng)三維紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)人機(jī)飛行控制精度的驗(yàn)證,，調(diào)整飛控參數(shù),，優(yōu)化飛控系統(tǒng)。另外,，使用三維紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)修正無(wú)人機(jī)的飛行軌跡,，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行。

        產(chǎn)品詳情

     
         產(chǎn)品特性

    ●Prime41捕捉范圍高達(dá)100英尺（約30.5米）

    ●擁有低畸變鏡頭技術(shù),，含寬帶抗反射鍍膜,，防止外界光線干擾，捕捉數(shù)據(jù)純凈,、無(wú)雜點(diǎn)

    ●采用850nm波段的近紅外照明,，更穩(wěn)定，不易受自然光的干擾,，支持室外捕捉

        ●  支持通過(guò)一根千兆網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,、供電，僅一根線纜能讓系統(tǒng)的安裝,、布線更方便

    ●擁有輔助瞄準(zhǔn)按鈕,，按下后，軟件將顯示全屏的2D預(yù)覽視角,，為用戶(hù)安裝提供極大的便捷

    ●用戶(hù)使用NatNetSDK自定義開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)通信接口,，或使用MotiveAPI自定義開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序直接控制系統(tǒng)

    ●支持zui多定位24架多旋翼無(wú)人機(jī)

       ●實(shí)時(shí)預(yù)覽和輸出六自由度數(shù)據(jù)，包括三維空間XYZ軸坐標(biāo),，偏航角Yaw,，橫搖角Roll，俯仰角Pitch

         主要應(yīng)用

      ●無(wú)人機(jī)研究：飛行控制系統(tǒng)的優(yōu)化

   ●自主飛行：特種任務(wù)執(zhí)勤（如災(zāi)情偵查）,，自助服務(wù)（如快遞,、送餐）

   ●編隊(duì)飛行：會(huì)展表演