无人机动捕系统，三维动作捕捉在无人机方面的应用

无人机因其高效工作及广泛适用性，越来越受到关注和重视。大到军事侦查、环境检测、紧急救援，小到农业耕种、物流运输，演出表演等，无人机的应用，为我们的工作、生活带来了更多可能，提升了工作质量，节省了人力、时间成本。

随着应用场景的扩展以及需求的增长，无人机的性能和安全性也备受瞩目。如何制造出具有高机动性，高安全性、“人机合一”的无人机，成为各大高校、科研机构、以及专家学者的研究攻关的方向。无人机不仅能够提供空中视野，能够根据预定算法，完成运动轨迹，同时自动识别障碍物，实现自主避障导航。此外，在地空协同、编队飞行、异构协同控制方面实现精准操作控制。

动作捕捉技术的应用，为无人机的发展提供了新的突破，通过高精度的定位测量，可视化呈现无人机6DOF数据，及三维空间位置、运动轨迹信息，例如速度、加速度、相对位置、偏航角(Yaw)、横摇角(Rol)、俯仰角( Pitch)、欧拉角等数据，为无人机的姿态控制、运动规划提供完整、精确的数据支撑。

动捕技术在无人机上的应用

应用原理：

通过计算机视觉，借助光学动捕系统对无人机上的标记点进行识别计算，通过标记点的空间位置、移动轨迹，实时呈现无人机的运动状态和位姿信息。此外，根据动捕系统的性能，捕捉精度、以及捕捉数量有所不同、系统的稳定程度也不尽相同。一般情况下，相机数量越多，精度越准。但高精度的相机，通常可以实现更好的捕捉效果。例如青瞳视觉（CHINGMU）K26相机，具备2600万像素、帧率高达360fps、3D精度±0.02mm，能够实现更好的捕捉效果。此外，主动捕捉距离90米，支持室外增强技术，可满足室外，大空间场景的应用需求。

具体表现：

• 集群编队与协同控制：利用动捕技术，如青瞳视觉（CHINGMU）的光学动捕系统，获取无人机的三维空间坐标和六自由度（6DOF）信息，实现精准的空中定位和编队飞行。

• 姿态运动控制：动捕技术能够捕捉无人机的姿态和运动变化，为无人机的运动控制提供数据支撑，提升飞行的稳定性和精确性。

• 地空协同编队控制：通过动捕技术，实现无人机与地面车辆的协同编队，提高任务执行的效率和协同性。

• 算法验证：动捕技术提供了真实、精确的数据信息，有效验证无人机协同控制和集群编队飞行的算法。

目前，复旦大学、上海交通大学、北京理工大学、广西大学等高校，采用青瞳视觉（CHINGMU）光学动捕系统，进行无人机的控制研究，以及编队飞行实验。

除此之外，动捕系统还可应用于四足机器人、人形机器人、软体机器人等研究。为科研自动化研究、行业进步提供精准的数据支持。