计算机视觉技术在无人机上的应用
时间：2021-01-04 20:09:16 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：计算机能力的提高与计算机视觉技术的快速，使无人机从最初的军事领域扩展到其它行业，得到了广泛应用。通过查阅文献，对无人机及计算视觉技术的起源与发展进行全面回顾，总结近年来计算机视觉技术结合无人机在农业、电力、交通、环保、救援、娱乐等领域的相关应用，对相关的调查数据进行分析统计并以图表的形式展现。通过数据可以清楚发现计算机视觉与无人机的结合在未来还有很大上升空间。
关键词：无人机;计算机视觉;自主应用
DOI：10. 11907/rjdk. 181607
中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1672-7800（2019）001-0014-03
Abstract： The improvement of computer capabilities and the development of computer vision technology have made important progress in the development of drone technology and applications. These technologies have provided a wide range of applications for drones and have risen from the initial military goals to applications in various industry sectors. This paper reviews and summarizes the origin and development of UAV and computer vision technology. Through reading the literature， the computer vision combined with the autonomous application of drones that has emerged in recent years is summarized，including agriculture，electricity，transportation，environmental protection，rescue，entertainment， etc.， the relevant survey data are analyzed and counted and displayed in the form of charts. Through the data， it can be clearly seen that the combination of computer vision and UAV has much room for growth in the future.
Key Words： UAV; computer vision; autonomous application
0 引言
计算机视觉也是近年兴起的科学学科，由大卫·马尔（David Marr）在20世纪80年代提出，最初独立于其它学科。基于社会发展需要，无人机成为人工智能领域研究热点，被广泛应用于个行业领域。计算机视觉能为无人机提供大量丰富的视觉信息，以便获取无人机相对位置并调整方位。计算机视觉与无人机的融合在实际应用中已有很多成功的实例。2018年3月，挪威峡湾将无人机用于垃圾清理的计划已经正式启动。据《英国卫报》2018年3月8日的报道，美军一项无人机项目使用谷歌的人工智能技术，以供军方审查，该项目标志着无人机与计算机视觉技术的成熟融合。
1 计算机视觉技术
计算机视觉技术是一种复杂仿生的过程，相比一般传感器仿生技术，计算机视觉技术不仅是从环境中搜集图像及视频信息，还要通过计算机模拟人类大脑，对视觉传感器搜集到的信息进行处理分析。计算机视觉技术已在不同的智能应用中显示出强大的信息处理能力，但与人类带有感情目标地分析信息相比，还有很大差距。
计算机视觉技术这个概念被马尔在《视觉》中最早提出，他认为计算机视觉的理论方法首先应该从图像开始，并提取真实物理场景的内容。在90年代，研究集中于计算机视觉技术在物料表面粗糙度檢测上的相关文献，赵学增[1]在1992年曾发表《木质材料表面粗糙度计算机视觉检测技术的研究》。与此同时，计算机视觉技术已经开始渗透各个领域，1997年王潮[2]发表的《基于计算机视觉的实时交通流检测》中通过计算机视觉技术对车速、车流量等进行实时监测。此时，计算机视觉与无人机的结合还处于几乎未知的状态，直到21世纪初，计算机视觉与无人机技术的结合开始掀起一股热潮，计算机视觉技术与无人机的结合用于无人机的自主着陆[3]、姿态测量[4]、导航避障[5]的研究已经陆续出现。到目前为止，计算机视觉技术与无人机仍是人工智能领域的关注焦点之一，存在巨大发展空间。
2 无人机
无人机最初的起源于第二次世界大战，带动了全球航空技术进步。中国的无人机实际上起源于前苏联。在20世纪60年代，中国研发了自主产品，被称作长空一号， 1986年，吕庆风[6]发表的《“长空一号”无人机系列的研制与发展》，提出对长空一号进行一系列性能改进。改进后的长空一号被成功投入军事领域。
在20世纪末21世纪初，全球无人机发展聚焦于军事应用，无人机在军事上的研发[7]及应用较多。随着经济的发展，无人机逐级扩展到其它领域。商业上，无人机常被用于监控线路、农业检测或辅助灾难救援等;生活上，一些小型无人机常被用于航拍婚礼、赛事体育等众多项目。
高远洋[9]在《“无人机+”时代的生活是什么样的？》中提到了无人机在各个领域的应用，其中包括农业、电力、交通、环保、救援、娱乐等等。中国报告网根据调查，对全球民用无人机市场规模作出预测，并统计了无人机市场地域占比，如图1、图2[10]所示。近年来无人机发展异常迅猛，虽然涉及到的领域明显扩大，但在性能及要求上还存在很大空间。因此基于人工智能的无人机还有巨大的发展空间和潜力。
