發(fā)布時間：2020-11-18 18:30

　　 移動目標(biāo)監(jiān)控是無人機(jī)系統(tǒng)中一個基本的功能需求。雖然已存在很多監(jiān)控系統(tǒng)用于管理智慧城市和智能交通等,但是,如何設(shè)計一個高空環(huán)境下基于有限計算資源的移動目標(biāo)在線監(jiān)控系統(tǒng)仍是一個研究難點。此外,在監(jiān)控期間,移動目標(biāo)可能被諸如樹木、建筑物等各種障礙物遮擋。針對以上問題,傳統(tǒng)的移動目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)存在諸多的不足,極大地限制了應(yīng)用范圍。而近些年隨著無人機(jī)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,基于無人機(jī)的移動目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)受到了越來越多的關(guān)注。本文對基于無人機(jī)的移動目標(biāo)在線監(jiān)控技術(shù)展開了研究,主要的研究工作有:(1)針對無人機(jī)能量受限的問題,本文設(shè)計了一種基于能量成本評估的無人機(jī)路徑規(guī)劃算法。該算法首先基于Voronoi圖生成航跡圖,然后使用風(fēng)場信息計算相鄰航位點的能量損耗以及與起始點的距離,最后通過評估能量成本來選擇最合適的航位點確定飛行路徑。(2)針對視頻序列中動態(tài)背景的問題,本文設(shè)計了一種基于SURF特征點的移動目標(biāo)在線檢測算法。該算法首先提取圖像背景中的SURF特征點,其次使用ANN算法匹配兩幅圖像中的背景特征點,然后通過透視變換矩陣校準(zhǔn)相鄰的兩幅圖像,最后應(yīng)用SRI方法分割出圖像中的前景移動目標(biāo)。算法不依賴于目標(biāo)的任何先驗知識,僅基于背景的相似性,檢測出視頻序列中的前景目標(biāo),為后續(xù)的目標(biāo)跟蹤提供基礎(chǔ)信息。實驗結(jié)果表明,我們的算法在復(fù)雜環(huán)境中仍然具有較高的目標(biāo)檢測準(zhǔn)確率,在線檢測速率可以滿足實時性。(3)針對多障礙物環(huán)境的問題,本文設(shè)計了一種基于核相關(guān)濾波模型的移動目標(biāo)在線跟蹤算法。該算法首先根據(jù)目標(biāo)檢測模塊的數(shù)據(jù)與當(dāng)前幀的圖像信息初始化跟蹤模型,然后訓(xùn)練出一個相關(guān)濾波器快速檢測下一幀中的目標(biāo),最后基于核嶺回歸求解跟蹤模型,并且結(jié)合檢測模塊的信息修正目標(biāo)丟失的問題;此外,針對目標(biāo)變形、運動模型未知的問題,算法融合了SURF特征和HOG特征,增強(qiáng)了目標(biāo)跟蹤的魯棒性。最后,本文設(shè)計并初步實現(xiàn)了基于無人機(jī)的移動目標(biāo)在線監(jiān)控系統(tǒng),進(jìn)行了真實環(huán)境下的實驗。最終實驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠滿足在線系統(tǒng)的實時性要求,具有良好的檢測和跟蹤精度。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;V279
【部分圖文】：

Voronoi圖示意圖

(a) (b) (圖 3.9 多目標(biāo)檢測結(jié)果對比和3.9所示，我們的方法在移動目標(biāo)的檢測標(biāo)記方面表現(xiàn)的比EE為 EEDMT 使用的光流法來補(bǔ)償背景運動，但光流法對光照很敏傳輸起飛前，機(jī)載電腦需要連接到地面控制端。為了直觀地觀察檢測務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。為了滿足實時性要求和提高傳輸速度，我們使用于 WiFi 的質(zhì)量。圖 3.10 顯示了無人機(jī)機(jī)載電腦和地面控制端之

ANN KCF SURF移動目標(biāo)分割ROI計算 目標(biāo)丟失處理圖 5.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖5.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計本節(jié)主要介紹了基于無人機(jī)的移動目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)中所涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的名稱、所包含的數(shù)據(jù)項、各數(shù)據(jù)項的類型以及數(shù)據(jù)項之間的關(guān)系。本系統(tǒng)中所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)均以類的方式給出，系統(tǒng) UML 類圖如圖 5.2 所示。系統(tǒng)中所使用的類主要有 9 個，包括 Position 類、WayPoint 類、UAV 類、KeyPoints 類、ROI 類、TargetDetection 類、Video 類、TargetTracking 類和 Communication 類。（1）Position 類主要用于表示某點（例如無人機(jī)、航位點、關(guān)鍵點）的位置坐標(biāo)，它的屬性包括點的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)和高度信息，若點在二維平面內(nèi)，則高度的值為 0。其中，它
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐宏慶;;無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)的探索[J];正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2018年02期

2 張斌;林斌;楊彥彰;李名兆;林奕翔;;國內(nèi)民用無人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建現(xiàn)狀[J];中國標(biāo)準(zhǔn)化;2019年S1期

3 王湛;王江東;楊宏偉;;民用輕小型無人機(jī)系統(tǒng)檢測認(rèn)證研究[J];質(zhì)量與認(rèn)證;2019年12期

4 潘泉;康童娜;呂洋;趙春暉;胡勁文;;無人機(jī)感知規(guī)避技術(shù)發(fā)展與挑戰(zhàn)[J];無人系統(tǒng)技術(shù);2018年04期

5 杜恒;;基于足球比賽路徑規(guī)劃的農(nóng)用無人機(jī)定位和導(dǎo)航研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2019年10期

6 問延安;蔣倩;;智慧監(jiān)管:民用無人機(jī)企業(yè)監(jiān)管的路徑選擇[J];長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2018年04期

7 張軍國;閆浩;胡春鶴;李婷婷;于明;;無人機(jī)在林業(yè)中的應(yīng)用及前景展望[J];林業(yè)工程學(xué)報;2019年01期

8 劉逸宸;;無人機(jī)系統(tǒng)信息傳輸技術(shù)分析[J];科技資訊;2018年32期

9 金偉;周震博;;2018年無人機(jī)研發(fā)熱點回眸[J];科技導(dǎo)報;2019年01期

10 楊春;;智能科技 智慧未來 溧陽國際無人機(jī)發(fā)展論壇暨第四屆無人機(jī)百人會圓滿落幕[J];中國公共安全;2019年Z1期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉明輝;無人機(jī)高速數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

2 曹偉;LTE外輻射源雷達(dá)多旋翼無人機(jī)探測技術(shù)研究[D];國防科技大學(xué);2018年

3 孔維瑋;基于多傳感器的無人機(jī)自主著艦引導(dǎo)與控制系統(tǒng)研究[D];國防科技大學(xué);2017年

4 馬兆偉;基于學(xué)習(xí)的無人機(jī)感知與規(guī)避關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科技大學(xué);2018年

5 趙述龍;數(shù)據(jù)驅(qū)動的無人機(jī)曲線路徑跟蹤控制方法研究[D];國防科技大學(xué);2017年

6 宋春林;四旋翼無人機(jī)在未知環(huán)境中自主導(dǎo)航和飛行控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

7 張坤;不確定條件下無人機(jī)三維航跡跟蹤控制研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2018年

8 唐必偉;粒子群算法的改進(jìn)及其在無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃中的應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學(xué);2017年

9 姬翔;多特征融合的旋翼無人機(jī)能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃方法研究[D];西北大學(xué);2019年

10 王小亮;面向?qū)Φ赜^測的無人機(jī)路徑規(guī)劃與編隊控制方法研究[D];武漢大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王明君;多無人機(jī)協(xié)同機(jī)場驅(qū)鳥系統(tǒng)的任務(wù)分配與路徑規(guī)劃[D];南京航空航天大學(xué);2019年

2 周遂之;4G網(wǎng)絡(luò)無人機(jī)控制的設(shè)計與實現(xiàn)[D];重慶郵電大學(xué);2019年

3 杜國棟;基于Leader-follower理論的四旋翼無人機(jī)編隊控制方法研究[D];重慶郵電大學(xué);2019年

4 李卓文;無人機(jī)地面站管控系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];重慶郵電大學(xué);2019年

5 胡續(xù)俊;基于GPU的無人機(jī)中繼系統(tǒng)傳播環(huán)境建模及仿真研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

6 丁亞;基于系統(tǒng)工程方法的無人機(jī)族系統(tǒng)總體設(shè)計[D];南京航空航天大學(xué);2019年

7 黃精琦;某小型海用無人飛行器發(fā)射與回收技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

8 聶禾瑋;飛翼無人機(jī)機(jī)動控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

9 沈佳明;基于快速原型的無人機(jī)仿真系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[D];南京航空航天大學(xué);2019年

10 翟麗相;基于反演控制的無人機(jī)容錯控制方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

本文編號：2889052