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基于视觉的小型无人机系统紧急着陆
紧急降落是飞行器的关键安全机制。商用飞机具有三重冗余系统，可大大增加飞行员在紧急情况下能够将飞机降落在指定机场的概率。在通用航空中，始终到达指定机场的几率较低，但成功的飞行员可能会使用地标和其他视觉信息在未准备好的地点安全降落。对于小型无人机系统 (sUAS)，由于尺寸、重量和功率限制，三重甚至双重冗余系统不太可能出现。此外，对超视距 (BVLOS) 操作的需求日益增长，在这种情况下，sUAS 操作员无法将车辆安全引导到地面。
文章基于垂直立体视觉的跑道安全系统
摘要：2020 年，美国报告了 10,000 多起鸟击事件，平均每年修复费用超过 2 亿美元，全球修复费用上升至 12 亿美元。鸟类与飞机的碰撞对人类安全和野生动物构成了重大威胁。本文介绍了一种专用于监控机场上空空间的系统，用于定位和识别移动物体。该解决方案是一种基于立体视觉的实时鸟类保护系统，它使用物联网和分布式计算概念以及先进的 HMI 来提供设置的灵活性和可用性。为了实现高度定制，提出了一种具有自由定向光轴的改进型立体视觉系统。为了为中小型机场提供可负担得起的市场定制解决方案，采用了用户驱动的设计方法。数学模型在 MATLAB 中实现和优化。在真实环境中验证了实施的系统原型。使用带有 GPS 记录器的固定翼无人机对系统性能进行定量验证。得到的结果证明了该系统实时检测和尺寸分类的高效性以及高度的定位确定性。
基于动态视觉的隧道门户的审美评估及其影响因素的研究
随着现代城市，道路和景观的发展，对于隧道等基础设施来说，提供一种令人愉悦的体验变得越来越重要。在这方面，有必要进行研究研究隧道门户使用美学研究的研究。关于隧道门户的审美评估，本文从驾驶员的角度完全考虑了动态视觉效果。这项研究包括搅拌机，Speedtree Modeler Cinema，Adobe Photoshop CS6和其他用于二级开发的软件的使用。这些程序连接到驾驶模拟平台欧洲卡车模拟器2（配备了驾驶模拟器），以构建一组驾驶模拟测试，以使隧道门户的审美评估。中国云南省的Funing -Longliu高速公路上的Banlun隧道被用作案例研究，其中包括在审美设计中差异很大的四个影响因素：门户网站的线性，颜色，绿色和质地。Using an orthogonal experimental design, the influence of the esthetic degree was simulated and evaluated, and the order of sensitivity to esthetic factors of a headwall tunnel portal was sequentially determined as follows: the portal texture exerts the maximum impact on the beauty degree of the headwall portal, fol- lowed by the portal greening and the portal color, while the portal linearity exerts the mini- mum impact.该测试系统在进行未来的评估和隧道门户审美学研究时可以用作参考。结果表明，开发的驾驶模拟测试系统可用于确定隧道门户的审美因子的敏感性，并在不同水平上获得美学因子的最佳搭配；因此，它提供了用于设计最佳美学隧道门户的反馈。
艺术视觉的神经美学 - 一种实验方法......
摘要 目的：NEVArt 研究旨在研究在真实的博物馆环境中观察 18 幅不同的 16-18 世纪画作时，大约 500 名实验对象的一组神经生理/情绪反应与审美水平之间的相关性。方法：记录了几种生物信号来评估参与者在观察画作时的反应。其中：(a) 使用可穿戴工具记录神经植物、运动和情绪生物信号，用于 EEG（脑电图）、ECG（心电图）和 EDA（皮肤电活动）；(b) 观察艺术作品时的注视模式，而 (c) 获得了参与者的数据（年龄、性别、教育程度、对艺术的熟悉程度等）及其对画作的明确判断。参与者被邀请在观察画作期间做出反应，报告愉悦程度、感知到的运动和对绘画主题的熟悉程度。结果：每个记录的生物信号将与参与者在研究期间获得的明确评估相关联
头戴式间接视觉的目标检测性能
参与者使用头盔显示器 (HMD) 和触摸屏显示器通过 3 种不同的方法检测目标，以显示间接视觉显示系统的 360º 视频。采用受试者内设计，目标包括下马、骑乘和空中目标。测量了检测到的目标数量、工作量和每种条件下的可用性。与监视器条件相比，HMD 条件在总体上和每种目标类型中检测到的目标数量明显更多。与其他条件相比，使用 HMD 还产生了明显较低的心理工作量（由 NASA TLX 测量），并且实现了明显更高的可用性。讨论了这些差异的可能原因，并讨论了未来使用 HMD 和混合现实技术进行间接视觉显示系统的研究。
头戴式间接视觉的目标检测性能
参与者使用头盔显示器 (HMD) 和触摸屏显示器通过 3 种不同的方法检测目标，以显示间接视觉显示系统的 360º 视频。使用受试者内设计，目标包括下马、骑乘和空中目标。测量了检测到的目标数量、工作量和每种条件的可用性。与监视器条件相比，HMD 条件在总体上和每种类型的目标类型中检测到的目标明显更多。根据 NASA TLX 的测量，与其他条件相比，HMD 的使用还产生了明显较低的心理工作量，并且实现了明显更高的可用性。讨论了这些差异的可能原因，并讨论了未来使用 HMD 和混合现实技术进行间接视觉显示系统的研究。
基于机器学习和计算机视觉的牛品种识别和活重评估
本研究的目的是使用几种神经网络模型来估算奶牛的长重：卷积人工神经网络用于通过图片识别奶牛并确定其品种，随后通过立体视觉法确定其身体尺寸，随后利用多层感知器根据有关奶牛的品种和尺寸信息估算奶牛的长重。为了更准确地估计动物的身体参数，还使用了 3D 摄像头（Intel RealSense D435i）。应当注意，由于 3D 摄像头的分辨率低，单独使用不会产生良好的效果。因此，使用摄影测量法从不同角度拍摄的奶牛图像来确定奶牛身体参数。通过摄影测量获得了奶牛的肩高（WH）、臀高（HH）、体长（BL）和臀宽（HW）等参数。使用这些参数（输入参数 WH、HH、BL、HW 和输出参数 - LW），开发了基于 ANN 的模型估计。通过分析从不同角度同步摄像机拍摄的动物图像，可以确定奶牛的身体尺寸。首先，在图像中识别奶牛，并使用 Mask-rcnn 卷积神经网络确定其品种。然后通过立体视觉方法确定奶牛的肩高、臀高、身长和身宽，该方法可以获得数字图像中物体的几何参数并进行测量。数字成像和摄影测量处理包括几个完全确定的步骤，可以生成动物身体的三维或二维数字模型。然后将获得的有关物种及其大小的数据输入到预测模型，该模型确定动物的估计体重。
基于视觉的小型无人机系统相对位置估计与拦截轨迹规划
13. 摘要（最多 200 个字）无人机系统 (UAS) 的普及加剧了恶意行为者利用该技术进行恶作剧或伤害的不对称威胁。现有的地面解决方案受到视线的限制，而人工操作的响应无人机响应速度较慢且劳动强度较大。因此，需要具备基于视觉的自主追击和拦截未经授权的无人机的能力。为了解决这个问题，作者开发了一种计算机视觉 (CV) 算法，用于在现场条件下检测、跟踪和估计悬停和移动的空中小型 UAS 目标的相对位置和范围。将基于 CV 的测量结果与 GPS 数据进行比较，以评估 CV 算法的范围和角度估计性能。然后，飞行控制算法利用简单的角度制导原理处理 CV 估计的范围和角度信息以追击和拦截目标。使用原型无人机对该算法进行了现场测试。这项研究将为商用现货反无人机能力的概念设计和硬件实现选择提供参考。更广泛地说，这项研究为自主物体跟踪应用的知识体系做出了贡献。
基于视觉的无人机自主飞行器姿态估计...
摘要 — 飞机检查的可靠性对飞行安全至关重要。飞机结构的持续适航性很大程度上取决于经过培训的检查人员对小缺陷的目视检测，这些检查任务昂贵、关键且耗时。为此，无人机 (UAV) 可用于自主检查，只要能够在绕目标飞行时定位目标并纠正位置即可。这项工作提出了一种解决方案，用于在近距离自主绕机身飞行以进行目视检查任务时检测飞机相对于无人机位置的姿态。该系统的工作原理是处理来自机载 RGB 相机的图像，将传入的帧与已知机身表面位置的自然地标数据库进行比较。该解决方案已在真实的无人机飞行场景中进行了测试，显示出其在高精度定位姿态方面的有效性。所提出方法的优势具有工业意义，因为我们消除了现有技术解决方案中存在的许多限制。索引词——视觉检查，自我定位，3D姿态，地标检测
基于视觉的栖息飞机导航系统
摘要 本文介绍了使用位置传感二极管 (PSD)（一种光源方向传感器）设计基于视觉的栖息飞机导航系统的研究。飞机栖息机动模仿鸟类着陆，以低速或可忽略不计的冲击力爬升着陆。它们经过优化以减少其空间要求，例如高度增益或轨迹长度。由于干扰和不确定性，通过跟踪最佳轨迹实现实时栖息。由于控制器的性能取决于估计的飞机状态的准确性，因此建议在状态估计模型中使用 PSD 测量值作为观测值以实现精确着陆。通过数值模拟研究了该导航系统的性能和适用性。通过最小化轨迹长度来计算最佳栖息轨迹。加速度、角速率和 PSD 读数是根据该轨迹确定的，然后与实验获得的噪声相加以创建模拟传感器测量值。对最优着陆轨迹的初始状态进行扰动，通过假设零偏差，实现扩展卡尔曼滤波器进行飞机状态估计。结果表明，估计飞机状态与实际飞机状态之间的误差沿轨迹减小，从而验证了所提出的导航系统。