室內(nèi)無人機(jī)如何在一個(gè)新的，未來的市場中發(fā)揮作用
無人機(jī)是飛行的機(jī)器人，也是一種空中的無人駕駛車輛(UAV)。無人機(jī)在戶外的運(yùn)用已經(jīng)名聲大噪，現(xiàn)在它們也開始在室內(nèi)嶄露頭角。例如，位于圣路易斯的初創(chuàng)公司Corvus Robotics正在為物流和制造設(shè)施的倉庫庫存和設(shè)施檢查提供無人機(jī)解決方案。另一家瑞士初創(chuàng)公司Flyability也提供室內(nèi)空中檢查無人機(jī)，用于檢查密閉空間。
室內(nèi)的無人機(jī)通常比室外的要小。此外，它們提供了更好的可訪問性，可以到達(dá)不同的高度，這是爬行器和地面機(jī)器人(在地面上移動(dòng)的機(jī)器人)通常不可能做到的。由于其自主飛行的特性，使其具有更大的通用性和對未知環(huán)境更大的適用度。此外，除了檢查和監(jiān)視目的之外，室內(nèi)無人機(jī)在視頻記錄，大型無人機(jī)的練習(xí)工具以及娛樂目的方面也非常有用。
市場范圍及用途
在2019年的一份報(bào)告中，有人提到，到2027年，無人機(jī)市場將增長290億美元，復(fù)合年增長率接近20%。該報(bào)告還指出，室內(nèi)無人機(jī)有一些主要優(yōu)勢，比如攀登(爬行)等危險(xiǎn)任務(wù)較少，由于可管理的硬件采購成本投資回報(bào)快，與室外無人機(jī)相比，室內(nèi)無人機(jī)更容易獲得批準(zhǔn)。這些小工具的主要行業(yè)是倉儲(chǔ)和物流行業(yè)，它們可以幫助進(jìn)行庫存管理、室內(nèi)內(nèi)部物流以及檢查和監(jiān)視。今年早些時(shí)候，Digital Aerolus開發(fā)了世界上第一架使用c波段紫外線(UVC)燈的室內(nèi)無人機(jī)(Aertos 120-UVC)。這款無人機(jī)是專門為抗擊COVID-19 (SARS-CoV-2)病毒傳播而制造的，消毒率高達(dá)99%。Aertos 120-UVC可在建筑物內(nèi)和消毒區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定飛行，從而減少一線工人接觸感染的機(jī)會(huì)。研究表明，UVC光在波長為265 nm時(shí)可以破壞病毒的RNA。
技術(shù)支持
由于GPS不能在大多數(shù)建筑內(nèi)工作，大多數(shù)室內(nèi)無人機(jī)使用圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行自主飛行。例如，上個(gè)月，日本的研究人員開發(fā)了一種單攝像頭機(jī)器視覺算法，可以讓輕型的懸停機(jī)器人通過識(shí)別和分析瓷磚地板上的參考點(diǎn)來引導(dǎo)自己。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、東京芝浦理工學(xué)院電子工程系副教授Chinthaka Premachandra說，由于GPS信號(hào)太弱，無法穿透大多數(shù)建筑物，室內(nèi)無人機(jī)通常依賴于視覺環(huán)境線索。他的研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)盡可能簡單的引導(dǎo)算法，只需要一個(gè)小型、廉價(jià)的微處理器。該團(tuán)隊(duì)使用的是Raspberry pi3，這是一個(gè)大約重45克的開源計(jì)算平臺(tái)。他們的原型有一個(gè)向下的攝像頭，故意降低了分辨率——只有80 * 80像素。“我們的機(jī)器人只需要分辨它的運(yùn)動(dòng)方向和識(shí)別角落。從那里，我們的算法允許它推斷它在房間里的位置，幫助它避免接觸墻壁，”Premachandra補(bǔ)充道。
室內(nèi)無人機(jī)采用的另一種方法是結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)算法(SfM)。SfM基于從不同位置獲取的圖像，計(jì)算相機(jī)之間的相對關(guān)系，獲得視差，實(shí)現(xiàn)三維空間的恢復(fù)。即使是可飛性的Elios 2無人機(jī)也使用了碰撞容受性和機(jī)載照明，使無人機(jī)飛行員能夠在沒有任何外部光源的情況下安全有效地操縱無人機(jī)。Elios 2也有7個(gè)視覺穩(wěn)定傳感器，幫助它實(shí)現(xiàn)無gps穩(wěn)定。飛航客戶之一的法國船級(jí)社(Bureau Veritas France)使用埃里奧斯2在其一艘貨船上進(jìn)行壓載艙檢查，飛行時(shí)間為3次，每次10分鐘。這是一項(xiàng)令人難以置信的壯舉，因?yàn)樵跊]有無人機(jī)的情況下，同樣的檢查需要三到四名檢查員使用繩索、氧氣監(jiān)測設(shè)備和大量安全設(shè)備。
總結(jié)
盡管室內(nèi)無人機(jī)具有巨大的潛力，但仍有一些挑戰(zhàn)需要首先解決。室內(nèi)的無人機(jī)必須有自我意識(shí)，避免碰觸物體。它需要升級(jí)到更好的穩(wěn)定系統(tǒng)，以提高其在有風(fēng)扇的空間或存在室內(nèi)通風(fēng)時(shí)的穩(wěn)定性能。通過這些方面的改進(jìn)，室內(nèi)無人機(jī)將更接近于完全自主和最佳功能性的狀態(tài)。
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