无线通信与机器视觉在无人机中的应用

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　　摘 要：无人机的出现给各领域和行业的发展注入了新鲜的活力，近年来，围绕无人机展开的技术研究与开发比比皆是，无线通信和机器视觉在无人机中的应用探索就是其中之一。本文对无线通信和机器视觉做了简单介绍，并分析了两种技术在无人机中的具体应用。
　　关键词：无人机;机器视觉;无线通信
　　随着科学技术的不断发展，许多技术开始相互融合从而创造出更多能够符合不同社会生产和生活需求的新的高新技术产品，无人机技术就是其中之一。无人机技术是人类利用空中资源完成诸多生产和生活任务的重要手段，最初设计成型时，只是简单的运用遥控技术控制无人机在空中飞行，而随着无人机应用领域的不断拓展，许多行业开始根据自身需求将一些其他技术与无人机进行融合，使得无人机能够辅助人类完成各种远程航空拍摄、通讯以及检测任务，并逐渐在农业、环保、运输、抢险救援、新闻报道等领域发挥出重要作用。近年来，无线通信技术与机器視觉技术的兴起，带给无人机更大的发展空间，如何将这两种技术融入无人机技术从而使无人机具备更大的实用价值，成为当前许多人探索的重点。
　　一、无线通信与机器视觉技术概述
　　（一）无线通信技术
　　无线通信技术是一种依靠电磁波信号实现空间内信息交换的通信方式，其主要包含运用微波通信和卫星通信两种。由于无线通信的传输距离极远，且不收运动状态影响，自诞生以来就得到了广泛应用。此外，无线通信随着不断发展，其传输的内容由最初的声音发展到文字、画面等等，使得人类信息传输更加方便快捷，信息的内容量也逐渐增大，极大的改善了人类的信息交换状况，并为工业生产、交通运输、日常通讯等做出了重要贡献。随着全球进入信息时代，无线通信技术更是与人们的日常生活息息相关，互联网、大数据、人工智能等都需要以无线通信技术来取得进一步发展，从而更好的为社会的发展服务。
　　（二）机器视觉技术
　　机器视觉技术属于人工智能技术中的一种，其主要是运用机器模拟人的视觉能力来代替人眼完成一些工作。机器视觉系统主要通过一系列的图像摄取装置如CMOS、CCD等将被摄目标转换成相应的图像信号，这些信号被传输给图像处理系统后会根据像素、亮度、颜色等情况进行重新编码转化成数字信号，而图像处理系统正是基于对这些信号的特征抽取与判断来对现场的设备进行控制。由于机器视觉技术的实现是一个相对复杂的过程，其涉及到图像处理、光学成像、机械工程学、数字视频技术、模拟技术以及计算机技术等多个学科，在当前的人工智能领域具有极大的发展潜力，且其中的多项技术能够与各个行业和领域的技术进行有机结合，使得机器视觉的应用前景也十分广阔。
　　二、无线通信与机器视觉在无人机中的应用
　　（一）无线通信在无人机中的应用
　　无线通信是一项具有双向信息传输的技术，由于其信息传输距离不收空间限制，使得其在一些需要远距离信息接收与控制的项目中具有重要作用。无人机作为一种由人工操控的在空中飞行的机器，在一些情况下会距离陆地或操控中心较远，传统的遥控技术已经难以满足这种超远距离的无人机控制需求，这时候就需要依靠无线通信技术来对无人机控制技术进行优化升级。首先，无人机的设计过程中可以加入相应的无线通信模块用来接收无线电波或卫星信号，同时信息接收模块要与无人机内置操作系统关联，以便于接收到的信号能够转换成相应的指令来指导无人机完成各种工作。其次，在无人机的无线操控过程中需要构建一个小型的中心控制台，其作用主要是根据人类的操作发出相应的技术信号，这些信号经过无线电波或卫星的传输最终被无人机接收，再编译成相应的指令信息。最后，无人机运行过程中获取到的各种信息可以再通过无线通信技术反馈给操控台，从而使无人机的使用者能迅速收集到所需的信息。这种双向的信息互动极大的提升了无人机的实用性，使得无人机的优势借助无线通信技术得到充分发挥。
　　（二）机器视觉技术在无人机中的应用
　　机器视觉是技术作为一种图像捕获与处理技术，与无人机进行结合能够使人们获取到更多高空中的图像信息，这些信息对于生态环境的调查与监测、地质研究、城市规划和布局、城市交通状况的掌握都具有重要意义。长期以来，无人机航拍的应用已经十分广泛，但这种技术只是简单的将摄像装备安装于无人机上来实现空中拍摄，虽然也能获取到图像信息，但其缺乏操控性，且不能对图像信息进行实时传输，导致大量有用信息擦肩而过。而机器视觉技术可以通过构建起一套图像处理系统连接无人机与操控装置，并将图像传感设备安装于无人机上以实现图像信息的实时接收与处理。但在此过程中，也需要运用到无线通信技术，即无人机获取的图像信息经图像处理系统转化成数字信号后由无线通信系统传输至远处的操控设备，操作设备在接收到数字信号后再将其转换回相应的图像，这样操作人员就能实时获取到无人机的视角，而这种具有机器视觉技术的无人机在一定程度上就完成了对人类视觉范围的拓展，操作人员可以遥控无人机随时改变飞行轨迹来获取到所需要的图像并将有用的信息存储记录下来，从而为其他研究提供重要的参考。
　　三、结语
　　综上所述，无线通信技术与机器视觉技术的发展带给无人机更多的应用空间。作为人类对空间资源利用的重要研究成果，无人机技术的发展和功能的不断丰富，能够帮助人们完成各种以往难以完成的工作，因此，加强无线通信、机器视觉以及其他各种技术在无人机中的应用，对于进一步推动社会发展具有重要意义。
　　参考文献：
　　[1]徐晓东.基于GSM/GPRS无线通信网络的无人机监控系统设计[J].自动化应用，2018（02）：14-16.
　　[2]邱帅，周思宇，冯俊青.机器视觉技术在植保无人机中的应用[J].科技风，2017（13）：17-18.
　　作者简介：翟先之（1998-），男，本科，主要从事机器视觉在无人机中应用技术研究;郑灿香（1981-），女，硕士，副教授，主要从事无人机无线通信技术研究;刘华瑞（1999-），男，本科，主要从事无人机无线通信技术研究。
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