光流定位原理是利用相 機或光流 感測器 監 測周 圍 環境中的光流,通 過 計算光流的 變化 來 獲取 運 動物 體的速度和 方向, 進而 確定物 體的位置和 運 動 狀 態。
光流是指 圖像中亮度模式表 觀 運 動的速度, 由於物 體 運 動 時 會在 視 網膜上形成 連 續 變化的 圖像, 這些 變化信息就像一 種光流 過一 樣,因此被 稱 為光流。光流 場可以理解 為 運 動 場在二 維 圖像平面上的投影,其中 運 動 場是指物 體在三 維真 實世界中的 運 動。光流定位的基本原理 包括以下假 設:亮度 恆定,即同一物 體在不同 時 間 點的亮度不 變;小 運 動,即 時 間 變化不 會引起位置的 劇烈 變化;空 間一致性,即 場景上 鄰近的 點在 圖像上也 鄰近,且 鄰近 點的速度一致。
光流 計算方法大致可分 為三 類: 基於匹配的方法、 頻域方法和梯度方法。 基於匹配的方法 包括 基於 特徵和 基於 區域 兩 種,它 們通 過不 斷定位和跟 蹤目 標的主要 特徵或 區域 來 計算光流。 頻域方法 則通 過 將光流 問 題 轉 換 為 頻域中的 問 題 來解 決。梯度方法是最常用的,它 們利用 圖像序列中像素在 時 間域上的 變化及相 鄰 幀之 間的相 關性 來 計算光流。
在 無人 機 套用中,光流定位通常通 過 無人 機底部的 攝像 頭 採集 圖像 數 據,然 後使用光流算法 計算 兩 幀 圖像之 間的位移, 實 現 對 無人 機的定位。 這 種定位手段可以 與GPS配合使用,以 實 現室外 環境下的 精準 控制,或在GPS信 號弱或 沒有GPS信 號的情 況下提供高精度的定位和平 穩的 控制。