光流定点若干问题分析

2023-05-16

一.光流摄像头移动速度快慢对结果的影响
实际测试发现,在一定高度水平慢速移动光流摄像头20个单位长度,光流累加值为6 - 9 Pixel,水平快速移动光流摄像头20个单位长度,光流累加值为50 - 60 Pixel。当飞机缓慢漂移时,光流摄像头感知不到或比较小,飞机不能及时进行位置控制。

二.飞机姿态倾斜补偿
当飞机姿态发生倾斜时,需要对光流的数据进行补偿,原理如下图所示:



问题1:如果使用飞控板上的IMU对角度进行补偿,但缺点是光流摄像头通过串口发送给飞控的光流数据与飞控板上的IMU数据存在时间差,造成补偿误差,位置计算错误,飞机出现震荡。
问题2:姿态水平 → 姿态倾斜 → 回归水平,在这个过程中,如果从水平到倾斜和从倾斜到水平,光流的数据不对称,也会出现补偿误差,造成位置计算错误,飞机出现震荡。
问题2中光流的数据不对称原因有两个:
A: 光流摄像头移动速度(包括平行移动和旋转)不同,数据变化不同,在旋转角度相同,旋转角速度不同的情况下,会出现补偿误差。
B:光流摄像头不在X轴和Y轴旋转中心,如下图所示:



以X轴为例,旋转中心为O点,若摄像头在O点,则AB为光流摄像头视野,C为视野中心。若摄像头在O1点,则A1B1为光流摄像头视野,C1为视野中心。显然姿态倾斜时摄像头高度发生变化,导致左边视野A1C1小于右边视野B1C1,出现补偿误差。


三.飞机自旋定点效果差
原因1:位置控制需要将光流数据转化为地理坐标系,需要用到磁力计,如果自旋过程中磁力计受到干扰变化不均匀,会影响定点效果。
原因2:光流摄像头不在Z轴旋转中心,X轴和Y轴光流数据变化不一样,位置计算出现偏移,需要进行补偿。











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