互联网前沿信息:系统指示装有摄像头的无人机保持空中拍摄的框架

编辑:  来源:  2021-04-13 00:01:01

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近年来,好莱坞大片包括《快与怒》、《侏罗纪世界》和《华尔街的狼》在内,包括由配备了摄像机的无人机直升机提供的空中跟踪镜头。

这些镜头需要无人机和摄像机的单独操作人员,并仔细计划以避免碰撞。 但麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室(CSA I L)和苏黎世E TH的一组研究人员希望使无人机电影更加方便、简单和可靠。

在本月晚些时候的机器人和自动化国际会议上,研究人员将展示一个系统,允许导演指定一个镜头的框架-哪些数字或脸出现在哪里,在什么距离。 然后,在飞行中,它产生控制信号的相机装备的自主无人机,这保持了框架的演员移动。

只要无人机的环境信息是准确的,系统也保证它不会与静止的或移动的障碍物相撞。

麻省理工学院电气工程和计算机科学教授和资深作者丹尼尔·罗斯(Daniela Rus)说:“还有其他的方法可以用一架无人机进行自主拍摄。 “他们可以跟踪某人,但如果你转了180度,你就会向无人机展示你的背。 这是一个比我们所能做的更粗糙的方法。 有了我们的解决方案,如果你转180度,我们的无人机就可以绕圈,回到你的脸上。 我们所能做的是更丰富和提供更多的方式来描述你想要的场景。”

加入Rus的是Javier Alonso-Mora,他在完成工作时是她小组的博士后,现在是Delft理工大学机器人助理教授;Tobias Nageli,苏黎世ETH的研究生和他的顾问Otmar Hilliges,计算机科学助理教授;Alexander Domahidi,Embotech的CTO,一家脱离ETH的自主系统公司。


使用新系统,用户可以指定一个人脸或图形应该占据多少屏幕,它应该占据屏幕的哪一部分,以及主题对相机的方向应该是什么-从两边或肩膀上的直线、轮廓、三个季度的视图。 这些参数可以为任意数量的受试者单独设置;在麻省理工学院的测试中,研究人员使用了多达三个受试者的作文。

通常,框架的维护将是近似的。 除非演员有非常好的编排,否则他们之间的距离、他们身体的方向和他们与障碍的距离都会有所不同,因此不可能同时满足所有的限制。 但是用户可以指定如何权衡不同的因素。 例如,保持演员在屏幕上的相对位置可能比保持精确的距离更重要,反之亦然。 用户还可以分配一个权重来最小化遮挡,以确保一个参与者不会最终阻止另一个来自摄像机。

阿隆索-莫拉解释说,该系统的关键是它不断估计无人机环境中所有移动物体的速度,并将它们的位置投射到未来一两秒。 这为计算最优飞行轨迹提供了一点时间,并确保如果无人机需要采取回避行动以避免碰撞,它可以顺利恢复。

该系统每秒更新其位置预测约50次。 通常,更新对无人机的轨迹影响不大,但频繁的更新确保了系统能够处理速度的突然变化。

研究人员使用四旋翼(四旋翼)无人机在CSAIL的运动捕捉工作室测试了该系统。 运动捕捉系统提供了关于受试者、工作室墙壁和无人机本身的高度精确的位置数据。

在一组实验中,被试积极地试图与无人机相撞,当它试图将它们固定在镜头内时,它轻快地朝它行进。 在所有这些情况下,它避免碰撞,并立即试图恢复规定的框架。

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