无人机视觉避撞系统的设计与实现--行业动态--2022第十三届深圳国际无人机系统产业博览会官网CIUAVEXPO/无人机展/航空航天科技无人机展/高交会无人机展

　　随着我国低空空域进一步开放，未来空域将呈现多种类型无人机、有人机空域共享的局面，空域将日趋密集，对无人机感知与规避(Sense and Avoid, SAA)提出了很高的要求。由于轻小型无人机的载荷、任务、成本的限制，无法搭载大型感知设备，视觉传感器具有质量轻、功耗小、成本低以及易于集成等方面的优势。本项目研究基于视觉的轻小型无人直升机机避撞系统。

　　在硬件系统设计上，采用TI公司达芬奇架构DM8168处理系统，通过采用模块化设计思想，对DDR3器件进行组合，按照规则设计独立的EMIFs，实现系统集成。同时，PCB布线分为六层，信号层分为两层，电源分为4层。软件设计基于达芬奇架构的DVR_RDK开发包，采用McFW架构进行编程。检测识别算法DSP上实现，算法采用RF5框架进行编写。飞行规划与避撞算法在A8系统上运行，并且将规避决策信息通过串口传输至飞控系统。系统核间通信采用SystemLink协议进行。

　　由于单目相机只能获取图像二维信息，无法得到目标距离信息。基于此，本项目创新性的提出了基于视觉伺服的单目无人机避撞算法，通过检测与识别目标在相机坐标系下的运动特征，估计出目标的威胁程度，从而重新规划航点，达到规避障碍物的目的。

　　本项目设计的无人机避撞系统，具有很强的鲁棒性和工程实践性，对未来的空域安全起到了很好的平台支撑。

　　成果内容提要:

　　作品难点：

　　1. DM8168硬件系统的开发与调试。DM8168集成了ARM A8处理器，C674X DSP处理器以及两个M3协处理器。系统开发难度大，在六层板的布线中，如何进行信号间的抗干扰走线，是本研究的难点。

　　2. DM8168的视频检测与跟踪算法的开发。DM8168采用达芬奇架构， McFW框架已经集成SW_OSD算法，在视频检测时，本作品需要在该算法进行修改。采用TI专有RF5算法框架，调用TI专用DSP指令集，进行代码的优化。算法开发过程中，需要很大的修改与完善。

　　3. 核间通信。系统的目标检测与障碍物规避分布在不同的核上运行，在保证通信的实时性与高可靠性，是本设计的一大难点。

　　作品创新点：

　　1.DM8168在无人机空中目标避撞中的应用。DM8168最多支持16路高清视频输入，本次作品可以进行空中目标的大范围环境感知，为后续的开发留够充分的开发接口。

　　2.基于视觉无人机避撞。由于视觉信息缺少目标的距离信息，因此很难完成目标的精确定位，本作品提出一种基于视觉伺服的空中目标避撞系统，充分利用目标在相机坐标系中的运动信息，达到运动障碍物的规避。

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