微型仿生扑翼飞行器机载单目视觉系统的设计
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上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系

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Design of an onboard monocular vision system for miniature bionic flapping wing aircraft
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Department of Micro/Nano Electronics, Shanghai Jiao Tong university

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    摘要:

    近年来仿生扑翼飞行器的视觉导航和自主飞行成为机器人领域中一个具有广泛前景的研究方向,然而,其有限的带载能力对视觉传感器的类型、尺寸和重量提出严格限制。目前现有的商用图像处理模块在尺寸和重量的限制下,难以满足精度要求,且需要回传图像信息至地面控制系统处理。本文旨在设计一款轻量化机载单目视觉系统,帮助微型仿生扑翼飞行器获取外界信息并实现智能自主的飞行。相比于其他的图像处理模块,此系统尺寸仅为2.7cm*2.5cm,重量仅为3g,无需图像回传即可完成图像处理。采用国产高算力芯片K210作为图像处理主芯片,内部可兼容轻量化网络模型完成实时分类识别功能,其通过串口和仿生飞行器主控进行信息交互,可使仿生扑翼飞行器实现手势识别和目标追踪。

    Abstract:

    In recent years, the visual navigation and autonomous flight of bionic flapping wing vehicles have become a promising research direction in the field of robotics, however, its limited carrying capacity puts forward strict restrictions on the type, size and weight of vision sensors. At present, the existing commercial image processing modules are difficult to meet the accuracy requirements under the limitation of size and weight, and need to transmit image information back to the ground control system for processing. This paper aims to design a lightweight airborne monocular vision system to help miniature bionic flapping wing aircraft obtain external information and realize intelligent and autonomous flight. Compared with other image processing modules, this system is only 2.7cm*2.5cm in size, weighs only 3g, and can complete image processing without image backhaul. Using the domestic high-computing power chip K210 as the main chip of image processing, the internal compatibility with lightweight network model to complete the real-time classification and recognition function, which through the serial port and the main control of the bionic aircraft for information interaction, can enable the bionic flapping wing aircraft to achieve gesture recognition and target tracking.

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  • 收稿日期:2022-12-09
  • 最后修改日期:2022-12-09
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