基于微型四旋翼无人机复杂结构近距离视觉检测的室内测试与仿真平台

近年来，使用无人机（亦称无人 aerial vehicle，UAV）进行近距离视觉检测已成为许多学科中的活跃领域。然而，在实现自主检测之前仍存在诸多挑战，尤其在检测复杂结构时。桥梁、大坝和风力涡轮机等复杂民用结构具有大规模和几何复杂的特点，需要精细的路径规划算法以实现近距离检测并同时避免碰撞。在实践中，直接在此类结构上部署路径规划结果易出错、成本高且充满危险。本文依托微型四旋翼UAV，提出一个可负担的实验平台用于测试基于无人机的路径规划结果。该平台允许用户随时进行大量路径规划实验，而无需担心昂贵且耗时的户外试飞。该平台基于Crazyflie套件开发，包括Crazyflie 2.0四旋翼、Crazyradio和局部定位系统（LPS）。配备机载微型FPV摄像头，视觉数据可在飞行中实时传输至主机。本平台明确设计了手动配置与航点控制功能，以提升其在路径跟踪与调试上的灵活性与性能。为评估所提测试平台的实用性，测试了两种现有的基于无人机的路径规划算法。结果表明，尽管存在一定误差，视觉数据质量与路径跟踪精度足以模拟大多数实际检测应用。