AR技術在無人機中的應用

王秦

摘要 AR技術又叫增強現實技術，就是把現實世界當中無法進行描述或者體驗的實體信息轉化為虛擬信號插入到虛擬現實當中去，使人們可以感受得到它，作為一種極為關鍵的技術，其在虛擬現實和實體現實當中起著銜接的作用，其在無人機當中的應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實技術轉換為虛擬現實，這樣使人有著身臨其境的感覺，本文對于AR技術在無人機當中的應用展開全面的探討，為其進一步發展奠定了基礎。

【關鍵詞】AR技術 無人機 應用

1 引言

新一代的無人機能從多種平臺上發射和回收，例如從地面車輛、艦船、航空器、亞軌道飛行器和衛星進行發射和回收。地面操縱員可以通過計算機檢驗它的程序并根據需要改變無人機的航向。而其他一些更先進的技術裝備、如AR設備、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備等，也將被安裝到無人機上。在無人機設備的測試和開發過程中，可能會經常出現故障，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，確保其能夠被調試通過是設備開發中一個極為重要的問題，但是我國的設備開發體系還沒有完全的成熟，一些新技術還沒有得到廣泛的開展，因此我們需要對傳統的開發模式逐步進行改造，將其智能化程度提升，使得其可以在自動控制的情況下，自動地實現算法的糾錯。我們主要考慮系統的技術性與先進性，對于無人機設備的增強現實效果進行監測，由于在整個系統中監控技術屬于特別重要的組成，這一系統擁有著特別強的防范能力，監控系統所具備的及時、直觀、豐富信息內容、準確的優點而在比較多場合廣泛得到應用。

2 AR技術概述

增強現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圖像、視頻、3D模型的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。這種技術1990年提出。隨著隨身電子產品CPU運算能力的提升，預期增強現實的用途將會越來越廣。AR算法主要是基于神經網絡的，能夠實現完整的評價改善循環，評價模塊可以評估執行模塊的實際效能，對于代價函數進行優化與修正，執行模塊可以產生實際的動作來對所改進的策略進行執行，同時也能有效的對于被控對象的情況進行反應，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，利用相關的神經網絡、強化學習等算法，來實現函數的近似與優化，這樣就能對于系統的內部參數進行實時的更新，這里主要是采用貝爾曼的優化方式來進行更新的。

3 AR技術在無人機中的應用

3.1 無人機平臺結構

無人機平臺主要包括：飛行控制系統，圖像采集，抗風裝置。飛行控制系統可操控性高，能在小區域范圍內起飛、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，針對不同的檢測環境和需求，無人機上安裝有攝像頭、測距儀、紅外感應器等傳感設備，使其可以準確獲取特定區域的狀態信息。當發現空間信息后，通過對無人機空間位置信息記錄，可以實現對其所在位置進行準確定位。同時，根據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，最終實現增強現實的功能。

3.2 AR技術應用

一般來說，AR設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傳輸到手機上，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、穩定、長航時、面向行業應用的無人機系統，在這套系統中包含了無人機飛行器主機，及脫離手動控制，能夠實現全自動自主飛行的地面站端，在地面站端可以進行航線設計、起飛、降落、返航、拍照、及影像覆蓋航線規劃等一系列功能，同時這套系統還為各個行業應用配備了后處理軟件平臺，以實現在各個行業的達到應用級的解決方案。

3.3 運行注意事項

在待檢測區域，由2名專業技術人員分別控制機身運動狀態調整和抗風裝置控制。起飛前，無人機需放置平穩，調試各系統確保開機運行正常后。根據確定的風向狀態，在飛行過程中，根據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，具體安全距離需結合現場情況確定。根據不同的橋墩形式，設定不同的運行方式，重點考慮：

（1）航高設置（5-75m）;

（2）航線設計：具體參考航線設計軟件;

（3）控制測量的方式：常規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據。

為了避免檢測過程受日照方向、風速、天氣狀況等影響，保障采集圖像數據較為清晰，避免出現逆光，一般選擇在晴天無風環境下在迎光面對風向進行檢測。在對表面進行圖像數據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

在利用AR技術的無人機設備中，各種錯誤數據需要認真的比對和分析，從而對其進行評估，因此作為工程師應當具有一定的建模能力，使得測量效率提升，能夠將相應工具在精確運行中應用，同時這樣有利于實現無人機設備的科學規劃與合理布局。AR技術對于無人機的發展來說具有極為重要的意義，因此需要對其技術進行進一步的優化。

參考文獻

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