無人機中無線通信與機器視覺的應(yīng)用范文

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摘要:無人機的出現(xiàn)給各領(lǐng)域和行業(yè)的發(fā)展注入了新鮮的活力，近年來，圍繞無人機展開的技術(shù)研究與開發(fā)比比皆是，無線通信和機器視覺在無人機中的應(yīng)用探索就是其中之一。本文對無線通信和機器視覺做了簡單介紹，并分析了兩種技術(shù)在無人機中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:無人機;機器視覺;無線通信

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多技術(shù)開始相互融合從而創(chuàng)造出更多能夠符合不同社會生產(chǎn)和生活需求的新的高新技術(shù)產(chǎn)品，無人機技術(shù)就是其中之一。無人機技術(shù)是人類利用空中資源完成諸多生產(chǎn)和生活任務(wù)的重要手段，最初設(shè)計成型時，只是簡單的運用遙控技術(shù)控制無人機在空中飛行，而隨著無人機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，許多行業(yè)開始根據(jù)自身需求將一些其他技術(shù)與無人機進行融合，使得無人機能夠輔助人類完成各種遠(yuǎn)程航空拍攝、通訊以及檢測任務(wù)，并逐漸在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、運輸、搶險救援、新聞報道等領(lǐng)域發(fā)揮出重要作用。近年來，無線通信技術(shù)與機器視覺技術(shù)的興起，帶給無人機更大的發(fā)展空間，如何將這兩種技術(shù)融入無人機技術(shù)從而使無人機具備更大的實用價值，成為當(dāng)前許多人探索的重點。

一、無線通信與機器視覺技術(shù)概述

(一)無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)是一種依靠電磁波信號實現(xiàn)空間內(nèi)信息交換的通信方式，其主要包含運用微波通信和衛(wèi)星通信兩種。由于無線通信的傳輸距離極遠(yuǎn)，且不收運動狀態(tài)影響，自誕生以來就得到了廣泛應(yīng)用。此外，無線通信隨著不斷發(fā)展，其傳輸?shù)膬?nèi)容由最初的聲音發(fā)展到文字、畫面等等，使得人類信息傳輸更加方便快捷，信息的內(nèi)容量也逐漸增大，極大的改善了人類的信息交換狀況，并為工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、日常通訊等做出了重要貢獻(xiàn)。隨著全球進入信息時代，無線通信技術(shù)更是與人們的日常生活息息相關(guān)，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等都需要以無線通信技術(shù)來取得進一步發(fā)展，從而更好的為社會的發(fā)展服務(wù)。

(二)機器視覺技術(shù)機器視覺技術(shù)屬于人工智能技術(shù)中的一種，其主要是運用機器模擬人的視覺能力來代替人眼完成一些工作。機器視覺系統(tǒng)主要通過一系列的圖像攝取裝置如CMOS、CCD等將被攝目標(biāo)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信號，這些信號被傳輸給圖像處理系統(tǒng)后會根據(jù)像素、亮度、顏色等情況進行重新編碼轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，而圖像處理系統(tǒng)正是基于對這些信號的特征抽取與判斷來對現(xiàn)場的設(shè)備進行控制。由于機器視覺技術(shù)的實現(xiàn)是一個相對復(fù)雜的過程，其涉及到圖像處理、光學(xué)成像、機械工程學(xué)、數(shù)字視頻技術(shù)、模擬技術(shù)以及計算機技術(shù)等多個學(xué)科，在當(dāng)前的人工智能領(lǐng)域具有極大的發(fā)展?jié)摿Γ移渲械亩囗椉夹g(shù)能夠與各個行業(yè)和領(lǐng)域的技術(shù)進行有機結(jié)合，使得機器視覺的應(yīng)用前景也十分廣闊。

二、無線通信與機器視覺在無人機中的應(yīng)用

(一)無線通信在無人機中的應(yīng)用無線通信是一項具有雙向信息傳輸?shù)募夹g(shù)，由于其信息傳輸距離不收空間限制，使得其在一些需要遠(yuǎn)距離信息接收與控制的項目中具有重要作用。無人機作為一種由人工操控的在空中飛行的機器，在一些情況下會距離陸地或操控中心較遠(yuǎn)，傳統(tǒng)的遙控技術(shù)已經(jīng)難以滿足這種超遠(yuǎn)距離的無人機控制需求，這時候就需要依靠無線通信技術(shù)來對無人機控制技術(shù)進行優(yōu)化升級。首先，無人機的設(shè)計過程中可以加入相應(yīng)的無線通信模塊用來接收無線電波或衛(wèi)星信號，同時信息接收模塊要與無人機內(nèi)置操作系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，以便于接收到的信號能夠轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的指令來指導(dǎo)無人機完成各種工作。其次，在無人機的無線操控過程中需要構(gòu)建一個小型的中心控制臺，其作用主要是根據(jù)人類的操作發(fā)出相應(yīng)的技術(shù)信號，這些信號經(jīng)過無線電波或衛(wèi)星的傳輸最終被無人機接收，再編譯成相應(yīng)的指令信息。最后，無人機運行過程中獲取到的各種信息可以再通過無線通信技術(shù)反饋給操控臺，從而使無人機的使用者能迅速收集到所需的信息。這種雙向的信息互動極大的提升了無人機的實用性，使得無人機的優(yōu)勢借助無線通信技術(shù)得到充分發(fā)揮。

(二)機器視覺技術(shù)在無人機中的應(yīng)用機器視覺是技術(shù)作為一種圖像捕獲與處理技術(shù)，與無人機進行結(jié)合能夠使人們獲取到更多高空中的圖像信息，這些信息對于生態(tài)環(huán)境的調(diào)查與監(jiān)測、地質(zhì)研究、城市規(guī)劃和布局、城市交通狀況的掌握都具有重要意義。長期以來，無人機航拍的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但這種技術(shù)只是簡單的將攝像裝備安裝于無人機上來實現(xiàn)空中拍攝，雖然也能獲取到圖像信息，但其缺乏操控性，且不能對圖像信息進行實時傳輸，導(dǎo)致大量有用信息擦肩而過。而機器視覺技術(shù)可以通過構(gòu)建起一套圖像處理系統(tǒng)連接無人機與操控裝置，并將圖像傳感設(shè)備安裝于無人機上以實現(xiàn)圖像信息的實時接收與處理。但在此過程中，也需要運用到無線通信技術(shù)，即無人機獲取的圖像信息經(jīng)圖像處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后由無線通信系統(tǒng)傳輸至遠(yuǎn)處的操控設(shè)備，操作設(shè)備在接收到數(shù)字信號后再將其轉(zhuǎn)換回相應(yīng)的圖像，這樣操作人員就能實時獲取到無人機的視角，而這種具有機器視覺技術(shù)的無人機在一定程度上就完成了對人類視覺范圍的拓展，操作人員可以遙控?zé)o人機隨時改變飛行軌跡來獲取到所需要的圖像并將有用的信息存儲記錄下來，從而為其他研究提供重要的參考。

三、結(jié)語

綜上所述，無線通信技術(shù)與機器視覺技術(shù)的發(fā)展帶給無人機更多的應(yīng)用空間。作為人類對空間資源利用的重要研究成果，無人機技術(shù)的發(fā)展和功能的不斷豐富，能夠幫助人們完成各種以往難以完成的工作，因此，加強無線通信、機器視覺以及其他各種技術(shù)在無人機中的應(yīng)用，對于進一步推動社會發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn):

［1］徐曉東．基于GSM/GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)的無人機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計［J］．自動化應(yīng)用，2018(02):14-16．

［2］邱帥，周思宇，馮俊青．機器視覺技術(shù)在植保無人機中的應(yīng)用［J］．科技風(fēng)，2017(13):17-18．

作者：翟先之 鄭燦香 劉華瑞 單位：哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院機器人工程學(xué)院