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受食蚜蠅啟發(fā):科學(xué)家在無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)距離探測(cè)技術(shù)上取得飛躍

時(shí)間:2022-03-15 15:19:58 來(lái)源: cnBeta.COM


據(jù)悉,他們使用的信號(hào)處理算法的靈感來(lái)自于食蚜蠅在非常低的光線環(huán)境中看到目標(biāo)的能力。

實(shí)際上,這些昆蟲(chóng)一直在努力從大量混亂的噪音中挑選出有用的視覺(jué)信息,因此,它們已經(jīng)進(jìn)化出了光受體系統(tǒng),而這些系統(tǒng)能非常有效地處理復(fù)雜、雜亂和嘈雜的信息,另外還能極大地提高信噪比從而使有用的部分跳出來(lái)。

弗林德斯大學(xué)的研究小組決定測(cè)試這些類型的光受體電路是否能對(duì)音頻也能做同樣的事情。為此,他們采用了一個(gè)麥克風(fēng)陣列并分析了環(huán)境聲音--尤其關(guān)注放大和檢測(cè)無(wú)人機(jī)飛行的聲音。

他們建立了一個(gè)麥克風(fēng)測(cè)試陣列并將它們連接到一個(gè)“生物靈感視覺(jué)(BIV)”處理器上,該處理器被設(shè)計(jì)用來(lái)模仿食蚜蠅視覺(jué)系統(tǒng)的神經(jīng)通路。他們將音頻波形視為二維“頻譜圖”圖像,并將信息經(jīng)過(guò)幾個(gè)階段的氣旋式處理,其中包括動(dòng)態(tài)范圍縮小、自適應(yīng)過(guò)濾、低通“DeVries-Rose”分裂反饋、指數(shù)“Weber”低通分裂反饋和非線性Naka-Rushton變換。

得到的結(jié)果非常令人印象深刻。跟傳統(tǒng)的寬帶/窄帶無(wú)人機(jī)探測(cè)系統(tǒng)相比,BIV系統(tǒng)能探測(cè)到30%到49%遠(yuǎn)的無(wú)人機(jī)。測(cè)試使用的無(wú)人機(jī)則大到大疆的Matrice 600、小到Mavic Air,該系統(tǒng)能在空曠的鄉(xiāng)村探測(cè)到3-4公里以外的無(wú)人機(jī)并帶回更準(zhǔn)確的飛行參數(shù)和軌跡估計(jì)。

雖然許多項(xiàng)目都在研究這種系統(tǒng)以此來(lái)提高攝像系統(tǒng)的低光信噪比能力,但UniSA的自主系統(tǒng)教授Anthony Finn表示,他們這個(gè)則是第一次將生物視覺(jué)系統(tǒng)用于聲學(xué)數(shù)據(jù)。


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