發(fā)布時(shí)間：2024-12-22 06:22

　　計(jì)算機(jī)視覺是無人機(jī)應(yīng)用中的重要輔助技術(shù),在軍事偵測、警務(wù)巡邏、航空拍攝、電力巡檢等無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中均有其廣泛的運(yùn)用。該技術(shù)具有感知信息量大、獨(dú)立性高、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn),能夠協(xié)助無人機(jī)獲取豐富的外界信息,幫助無人機(jī)更高效、更精確地運(yùn)行,因此利用視覺技術(shù)輔助導(dǎo)航的無人機(jī)系統(tǒng)研究具有重要意義。無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)時(shí),可以分為參照任務(wù)路徑的自主飛行和任務(wù)完成后的自主降落兩個(gè)子任務(wù),這兩個(gè)子任務(wù)中,視覺輔助技術(shù)的引入大大提高了無人機(jī)的飛行性能。本文針對搭載單目視覺的無人機(jī)對地面移動機(jī)器人的自主跟蹤與降落問題展開研究,主要內(nèi)容如下:首先,搭建無人機(jī)搭載單目相機(jī)對地面移動機(jī)器人的自主跟蹤與降落任務(wù)系統(tǒng)。選用DJIM100無人機(jī)為飛行平臺,輔助有GPS、Guidance等傳感器。使用Nomachine軟件作為機(jī)載電腦與地面站電腦的數(shù)據(jù)聯(lián)接橋梁對無人機(jī)進(jìn)行控制。利用張氏標(biāo)定法完成無人機(jī)上單目相機(jī)的標(biāo)定,獲得單目相機(jī)內(nèi)參并對單目相機(jī)的圖像畸變進(jìn)行校正,幫助后續(xù)圖像處理算法獲得更加準(zhǔn)確的計(jì)算效果。其次,對無人機(jī)進(jìn)行簡單的物理建模,分析無人機(jī)各種飛行狀態(tài)的控制原理。推導(dǎo)常用無人機(jī)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換,用以解決GPS信號在無...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 四旋翼無人機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無人機(jī)利用視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自主跟蹤與降落研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 系統(tǒng)軟硬件搭建與相機(jī)標(biāo)定
    2.1 任務(wù)系統(tǒng)硬件框架
        2.1.1 飛行平臺簡介
        2.1.2 地面移動機(jī)器人平臺
        2.1.3 無人機(jī)地面站監(jiān)控
        2.1.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊
        2.1.5 單目攝像機(jī)選用
    2.2 單目相機(jī)標(biāo)定
    2.3 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺
        2.3.1 ROS操作系統(tǒng)
        2.3.2 M100軟件開發(fā)平臺
    2.4 本章小結(jié)
第三章 無人機(jī)自主飛行控制研究
    3.1 無人機(jī)物理建模與飛行狀態(tài)分析
    3.2 無人機(jī)坐標(biāo)系定義及轉(zhuǎn)換
    3.3 無人機(jī)自主控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 無人機(jī)自主飛行的軟件實(shí)現(xiàn)
        3.3.2 無人機(jī)自主飛行實(shí)驗(yàn)及結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 無人機(jī)對地面機(jī)器人的自主追蹤與降落方法
    4.1 無人機(jī)對地面目標(biāo)任務(wù)系統(tǒng)坐標(biāo)系
    4.2 圖像檢測位姿估計(jì)算法
        4.2.1 無人機(jī)方形標(biāo)識檢測位姿估計(jì)算法
        4.2.2 無人機(jī)二維碼標(biāo)識檢測位姿估計(jì)算法
    4.3 視覺輔助無人機(jī)對地面目標(biāo)的自主跟蹤控制
    4.4 視覺輔助的無人機(jī)自主降落的控制
        4.4.1 控制器設(shè)計(jì)
        4.4.2 組合尺度的二維碼降落標(biāo)識設(shè)計(jì)
        4.4.3 無人機(jī)自主降落過程
    4.5 基于粒子濾波的無人機(jī)位置估計(jì)算法
    4.6 本章小結(jié)
第五章 無人機(jī)自主跟蹤與降落系統(tǒng)飛行驗(yàn)證
    5.1 無人機(jī)固定點(diǎn)懸停實(shí)驗(yàn)
    5.2 無人機(jī)對地面移動機(jī)器人自主跟蹤實(shí)驗(yàn)
    5.3 無人機(jī)對地面移動機(jī)器人自主降落實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：4019579