新的导航技术能让士兵没有 GPS 正轨

一幅画真正可能胜过千言万语失去 GPS 上巡逻的士兵。

陆军装备司令部通信电子产品研究、 开发和工程中心或阿伯丁，利用微型摄像机在 GPS 否认的情况下创建视觉辅助导航功能。

“视觉辅助导航工程通过使用快速帧速率要拍照的对象在视图中的摄像头，然后比较每个帧来确定多远，和在什么方向，相机移动在关系到对象，该对象的特征”说埃里克 · 比克福德，阿伯丁的命令权力和一体化局定位、 导航和定时司或 CP、 ID PNTD 的一名工程师。

抓拍到了即使是最轻微的动作，通过特征检测，允许用户利用相机的数据来对一个给定的轨迹或路径跟踪一个人的相对位置和相对运动，比克福德说。

视觉辅助导航是向士兵提供不间断的 PNT 能力的军队的总体目标的一部分。虽然仍处于早期的发展阶段，阿伯丁计划过渡视觉辅助导航解决方案对军队的直接报告项目经理定位、 导航和定时，渣打在 2015 年对地址 PNT 能力整个军队的投资组合。

“在战场上 GPS 的可用性大大增加了士兵们的导航能力，但它是易受干扰，”说克里斯托弗 · 曼宁，代理主任为阿伯丁 CP 和 id。

“作为军队研发领导士兵和地面平台 PNT 需要我们用我们的科学和技术的投资来支持 PM PNT 通过调查和发展备用导航解决方案，将解决 PNT 各种战术环境中的我们士兵面临的挑战.”

单眼，或单一的摄像机，作为视觉辅助导航系统的基础。它捕捉到了旋转和翻译，而不是深度;换句话说，它显示多少旋转和沿路径移动，但在不远的人，他或她是。”辅助”组件包含了惯性测量单元或莫斯，组成的传感器，如陀螺仪和加速度计;当正确结合相机，他们同时提供运动和方向信息。

“艾默让我们能近似地确定如何将移动相机;因此，可以与运动检测功能跟踪明显的相机，从数学上比较摄像机的运动”阿伯丁工程师 Gary Katulka 说。

“校准的相机、 质量莫斯、 良好调优的导航算法和其他支持的组件，一个人配有一个视觉辅助导航系统可以实现类似 GPS 的导航性能”。

随着时间的推移从艾默错误会累积，导致一些传感器”漂，”但从相机数据有助于限制这些错误，称为传感器融合的更准确结合传感器导航解算，Katulka 说。

视觉辅助导航的第一次迭代可能会安装在车上。阿伯丁测试这一概念由系统插入标准的车辆，沿着一条主要高速公路开车。相机的功能检测能力，准确地反映在它的路径 — — 其他汽车、 出口指示牌和树 — — 即使在高速行驶中的一切。

比克福德说:”该系统了解我们一样因为那些车永远不会出现大小改变，将车未来我们会几乎相同的速度，”。

双摄像机视觉辅助导航，也被称为”立体”，可能是一个可行的选择，只要大小、 重量、 功率和成本或交换-C，不是一个因素。对象将显示变化与两个摄像机解决方案，因为它同样操作重复地打开一只眼睛同时关闭另一个人。

“这种转变告诉你多远的东西离开你;而对象将会出现更多转移，如果它更接近于你，但如果你看向远方，这种转变产生很少的运动，”比克福德说。”这也给了我们所需的距离或深度信息”。

军队的科学和技术社区正在调查多功能摄像机，包括视觉辅助导航的方法。这一点中, 阿伯丁 CP 和 ID 联手其他组织，包括它的姐妹组织，夜视和电子传感器，以利用现有的技术，如其热成像摄像机，这将使视觉辅助导航在少最优和低照度的情况下。在将来，视觉辅助导航系统可以集成在一起可穿戴设备。

在测试期间在城市环境中，阿伯丁的士兵安装原型允许用户继续留任几乎精确轨迹对 GPS 和其他来源生成的那个路径。

“什么工作对我们有利的是我们正在利用商业技术在当今的手机和相机，正在变得越来越小，更便宜，接近人眼的视力，”Katulka 说。”这些事态发展已经就发出视觉辅助导航技术的军事应用非常可行和颇有吸引力。

最终，任何导航系统的目标是允许指挥官和士兵共享命令链上下 PNT 信息。最重要的目标是到聚合新兴 PNT 系统以成本有效的方式来提供全面的能力，能够缓解期间对 GPS 否认情况的影响。

“一个营能有洒在战场上的几个 PNT 能力或飞翔，当外推，协助整个小组在战场上的，”Katulka 说。”放心的 PNT 使远征使命指挥效率更高，从而可能改变游戏规则”。

由多个惯性组件结合基本相机技术，阿伯丁提升小学运动检测概念到尖端的解决方案，Katulka 说。

当我们还是孩子时，我们作出停止运动翻转书打造国产动画，”Katulka 说。”我从来没有猜然后可以今天用相同的概念，来帮助我们的士兵导航。”