2000年,張彥君和蕭琳傑夫婦來巴西攝影亞馬遜河,除了頂級攝影器材和大型計算機(數據和影像處理系統),還帶了咖敏手持GPS和無名遙控直升機,這兩件特殊裝備伴隨他們在巴西的十年影像探險旅行。隨著巴西人對高科技產品價值的認識,兩件“神器”相繼“轉世”。
2012年,張彥君一家四口開始籌備《亞馬遜河上的無人機》。這是一部關於這個家庭和無人機的紀錄片,描述林克和薇薇安娜兄妹沿他們當年隨父母在亞馬遜河流域旅行探險的路線,用無人機攝影測量,繪製四維地圖的過程。
當年採集影像的遙控直升機,使用陀螺儀控制飛機姿態,只能在有限的可視範圍飛行。攝影測量載機以超視距和精準位置為前提,遙控直升機無法勝任。現代高科技多旋翼無人機可以實現超視距定點航線飛行。為了尋找能勝任這一任務的載機,他們測試了十一款最具代表性的機型和九種最先進的飛行控制器。
亞馬遜河流域是茂密的原始熱帶雨林,地理環境異常、磁干擾複雜。這些測試的多旋翼無人機採用微型計算機控制,依托民用級GPS,追求理想環境下的“精準”和“自主”。即便自稱“全天候飛行器”也只能算是“城市獵人”,既不能在干擾複雜的城市可靠飛行,也無法滿足變幻莫測的野外應用。
騎虎難下的張彥君一家被迫走上了開發無人機的歷程。憑藉真人飛行知識和LINUX嵌入系統開發經驗,歷時兩年,一架能在苛刻環境下可靠飛行的智能任務載機誕生了……
OF-AUV -視覺無人機
作為紀錄片《亞馬遜河上無人機》的空中攝影和測量載機,不僅需要飛行器能在復雜環境下超視距安全飛行,還需要建立可靠的遠程控制和影像實時傳輸系統。其技術的關鍵是控制及通訊鏈路具有一定的抗干擾能力、採用更可靠的位置導航方法、採用具有一定防水和防腐蝕能力的動力系統。
OF-AUV包含許多業界領先的技術:
環境感知技術是飛行器器智能化自主飛行的前沿技術,其得以應用的關鍵是前瞻測距(至少15米範圍)和在不同光譜、光照度下正確識別影像。 OF-AUV裝載0.2至70米範圍激光測距、厘米級多光譜疊合影像識別系統,實時採集的數據交給微處理器前瞻運算模塊,高速微電子處理器控制飛行器實現自主地形跟踪和智能避障,使超視距任務飛行得以有效保障。
差值基站是無人機位置導航和地面引導的新技術。其以地面端的GPS位置為基點,通過實時跟踪飛行器,以相對磁角和距離進行精準位置導航和高度控制,具有穩定性高和抗干擾能力強的特點。即將面世的OF-II全天候移動基站,重23公斤,使用三防筆記本電腦與飛行器建立通訊,控制範圍達50公里。
影像感應器由6至36個多光譜微型攝影機組成不同陣列,是不同波長疊合成像的特殊影像採集系統。可廣泛用於地質勘測、搜救、農業災情分析、林業監測等領域。
設計目標是抗磁干擾、智能避障和自主任務飛行,其包含許多業界領先的技術:
RTK基站對GPS衛星進行連續採集,將數據實時地發送給無人機,無人機在接收GPS衛星信號和採集衛星數據的同時,通過無線電台接收來自基站的數據,並將2組數據進行載波相位差分處理,實時結算出三維坐標。實現高精度位置導航。