Gece görsel navigasyon: düşük ışık ve termal kameralar
Yayın:
Görsel odometri, VIO ve SLAM; kamera görüntülerinde ayırt edici noktaları görmeye dayanır. Gece, siste ya da yoğun bulut altında standart bir kamera çok az şey görür ve bu yöntemler zayıflar. Düşük ışık sensörleri ve termal kameralar, ışık azken görsel navigasyonu sürdürmenin iki ana yoludur.
Karanlık görsel navigasyonu neden zorlar?
Düşük ışıkta standart bir kameranın iki seçeneği vardır: kazancı artırmak, bu gürültü ekler; ya da pozlama süresini uzatmak, bu hareketli görüntüleri bulanıklaştırır. İkisi de aynı noktaları kareler arasında bulup takip etmeyi zorlaştırır; nokta takibi seyrekleşir ve güvenilmez hale gelir.
Sonuç ya daha fazla kayma ya da tamamen devre dışı kalan bir görsel sistemdir; bu durumda navigasyon filtresi IMU'ya dayanmak zorunda kalır.
Düşük ışık kameraları
Düşük ışık sensörleri, çok az ışıkla kullanılabilir görüntü yakalamak için daha büyük pikseller ve daha hassas elektronik kullanır. Sahnenin tanıdık görünür ışık görünümünü korudukları için gündüz çalışan algoritmalar çoğu zaman küçük değişikliklerle çalışabilir.
Sınırları, yine de biraz ışığa ihtiyaç duymalarıdır: aysız ve bulutlu gecelerde ya da koyu gölgede görüntü kalitesi düşer.
Termal kameralar
Termal (uzun dalga kızılötesi) kameralar yansıyan ışığı değil yüzeylerin yaydığı ısıyı ölçer; bu yüzden tam karanlıkta çalışır ve bazı duman ve puslardan görebilir. Navigasyon için kendi zorluklarını getirirler:
- Termal geçiş: Şafak ve alacakaranlık civarında farklı yüzeyler benzer sıcaklıklara ulaşabilir ve görüntü kontrastını kaybeder.
- Benzer boyuttaki görünür ışık kameralarına göre daha düşük çözünürlük ve daha az keskin ayrıntı.
- Sensörün periyodik kalibrasyonu görüntü akışını kısa süre kesebilir.
- Görünür ışık görüntüleri için ayarlanmış nokta dedektörlerinin termal görüntü için uyarlanması gerekebilir.
Her saatte navigasyon için sensörleri birleştirmek
Her kamera türünün boşlukları olduğu için sağlam sistemler görüntüyü birkaç girdiden biri olarak ele alır. IMU, görüntünün zayıf olduğu kısa süreleri taşır; barometre irtifayı sınırlar; füzyon filtresi ise görsel güncellemeleri o anki güvenine göre ağırlıklandırır. Bazı sistemler hem görünür hem termal kamera kullanır ve koşullar değiştikçe aralarında geçiş yapar ya da ikisini harmanlar.
Drone navigasyonunda sensör füzyonu ve Kalman filtresi →