小型無(wú)人機交通輔助系統

　　2 無(wú)人機

　　開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用Parrot公司的ARDrone2代進(jìn)行測試，官方提供開(kāi)發(fā)SDK便于快速驗證算法。ARDrone2是一架四旋翼無(wú)人機。啟動(dòng)無(wú)人機后它會(huì )創(chuàng )建一個(gè)獨立的WiFi局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )，無(wú)人機的IP地址是192.168.1.1，接入的控制設備如手機、PC則自動(dòng)獲取IP，接著(zhù)通過(guò)TCP和UDP協(xié)議控制。無(wú)人機的配置、控制指令使用UDP協(xié)議通過(guò)5556端口傳輸，每秒傳輸30次。無(wú)人機的飛行狀況，如速度、高度、加速度等信息使用UDP協(xié)議通過(guò)5554端口傳輸回控制端的手機或者PC。在普通模式中，傳輸速度為每秒15次，而在調試模式，每秒200次數據傳輸。無(wú)人機上攝像頭畫(huà)面以H.264編碼格式通過(guò)TCP 5559端口傳輸回控制端。這時(shí)候控制端的手機連接到了WiFi就自動(dòng)關(guān)閉了3G數據網(wǎng)絡(luò )，所以無(wú)法連接到Internet。在手機控制無(wú)人機的時(shí)候，可以采用UI界面按鈕控制，也可以集成語(yǔ)音識別指令的功能。語(yǔ)音識別部分也是本項目一個(gè)重點(diǎn)，因為無(wú)法連接到Internet所以類(lèi)似于Google、百度等在線(xiàn)語(yǔ)音識別引擎將無(wú)法使用。經(jīng)過(guò)調查分析，最終采用的是科大訊飛的語(yǔ)音識別引擎，它支持在線(xiàn)語(yǔ)音識別和離線(xiàn)命令詞識別功能，特別是離線(xiàn)命令詞識別功能，非常適合本項目，在對無(wú)人機進(jìn)行語(yǔ)音識別控制的時(shí)候，僅識別若干指令，節省計算資源，提高系統響應速度。開(kāi)發(fā)的過(guò)程中只需要按照BNF(巴斯克范式)語(yǔ)法規范編寫(xiě)命令詞語(yǔ)法文件即可。目前已經(jīng)添加的命令詞有“起飛”、“降落”、“向左”、“右移”、“前進(jìn)”、“后退”、“上升”、“下降”、“倒轉”、“順時(shí)針”等指令，可以快速準確地識別并執行動(dòng)作，在演示效果方面，額外增加了“前空翻”、“后空翻”、“左翻”、“右翻”等具有觀(guān)賞性的動(dòng)作。手機端應用完整界面如圖4所示，提供多個(gè)動(dòng)作按鈕及語(yǔ)音識別功能。

　　從無(wú)人機攝像頭中拍到的道路畫(huà)面中提取圖像特征值，進(jìn)行特征值匹配區分出逃逸車(chē)輛，從而進(jìn)行無(wú)人機自動(dòng)跟蹤目標。在道路干擾較少的情況下能夠穩定地跟蹤，難點(diǎn)在于如何在道路車(chē)輛較多、干擾嚴重的情況下自主飛行識別目標進(jìn)行跟蹤。目前沒(méi)有徹底解決這個(gè)問(wèn)題，因此在控制當中使用語(yǔ)音識別指令控制進(jìn)行輔助。

　　3 項目研究現狀及前景

　　本系統目前完成了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)車(chē)牌識別功能從Ubuntu操作系統到Android系統的移植，在Ubuntu中訓練的SVM以及OCR可以直接在A(yíng)ndroid系統中使用，并能夠準確識別車(chē)牌號碼，在識別到指定的車(chē)牌之后自動(dòng)跳轉到無(wú)人機控制界面，可以語(yǔ)音控制或者按鍵操作控制無(wú)人機。但是在識別車(chē)牌的時(shí)候運算量很大，目前沒(méi)有優(yōu)化的效果是每三秒至四秒可以識別完一幀畫(huà)面，正在研究如何使用OpenCL以及多線(xiàn)程編程方法提高識別的速度，做到高實(shí)時(shí)性和高可靠性。本系統若正式投入日常使用，在無(wú)人機的控制方面也需要提高，應當為無(wú)人機增加3G網(wǎng)絡(luò )模塊以增加無(wú)人機控制端的控制距離，使用大容量的電池以增加巡航時(shí)間，并使用飛行速度較大的無(wú)人機。

　　參考文獻：
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