化身奇异博士！科学家研发新系统，手势即可操纵无人机完成各种动作

随着技术的不断发展，无人机逐渐普及，在个人消费领域越来越常见，无人机全球商业试产也正在逐渐形成。但是到目前为止，在缺乏特殊训练和额外的控制设备的情况下，很难直观地控制无人机飞行。

为了解决这一问题，近日，莫斯科斯科尔科沃科技学院的 Skoltech 实验室开发了 DroneLight 操控系统。该研究成果最近已以论文形式在线发表于 IEEE 国际机器人与人机交互通信国际会议。

该论文表示，这是一种新的人机交互模式，用户直接与无人机交互，通过手势就可以对其进行操控，减少了用户学习无人机飞行的成本。

DroneLight 系统由三个部分组成：一个小型 Crazyflie 2.0 四轴飞行器，配备了一系列可编程 RGB LED ( 三色发光二极管 ) ; 配有惯性测量单元 ( 加速度计 / 陀螺仪组合 ) 的手套 ; 一台运行基于机器学习的算法的计算机作为基站。

实验所用的四轴飞行器尺寸较小，三围 92x92x29 毫米，重量仅有 27 克。这一飞行器灵活性和可扩展性很强，研究人员得以将小型传感电路安装到主体上。飞行器底部连接有一个环形甲板，上面有十二个发光二极管，飞行过程中显示出不同的颜色组合。

手套是 DroneLight 系统的输入数据源，由控制器、传感器和其他模组组成。研究人员事先为手套定义了五个不同的手势，分别是字母 S、K、O、L 和 J。

当用户移动佩戴手套在空中绘制字母时，手套会跟踪这些移动轨迹并将数据无线传输到基站计算机。计算机算法将这些手部运动匹配到先前被教定义的字母形状。

最后，计算机发出指令，控制发光的无人机，使其以被识别出来的字母形状的轨迹飞行。飞行器的速度很快，对于没有丰富的无人机飞行经验，要达到这样的飞行轨迹和速度非常困难。

为了捕捉飞行器的运动轨迹，研究人员还搭建了 Vicon 运动捕捉系统，该系统包含 12 个摄像头，用于在 5x5x5 m 的空间内跟踪四轴飞行器，其识别进度达到了亚毫米级别。

目前，该研究小组正在向 DroneLight 系统输入更多的手势轨迹，同时，还将优化算法，使识别更为准确和快速。

关于该研究的应用前景，除了用于高难度的无人机表演。参与此项目的德兹米特里 · 塞瑟鲁库教授 ( Dzmitry Tsetserukou ) 提出了 无人机信使 ( DroneMessenger ) 信息传递系统，该系统使人可以在远处交换信息和表情符号。

研究人员还提出可以开发一种基于 DroneLight 的新型救援报警系统，以替代可以发出遇险信号的信号枪。无人机上的视觉追踪器不断对环境进行视频记录，救援队可能会在检测到信息时得到通知，并及时完成救援。

与信号枪相比，DroneLight 系统不仅可以发出警报，还可以通过光绘提供有价值的信息，如地理位置坐标、遇险人数等。

编译 / 前瞻经济学人 APP 资讯组

原文来源：

https://arxiv.org/pdf/2007.15171.pdf

https://www.skoltech.ru/en/2020/09/guiding-light-skoltech-technology-puts-a-light-painting-drone-at-your-fingertips/

https://newatlas.com/drones/dronelight-glove-drone-letters/