發(fā)布時(shí)間：2024-12-22 06:22

　　計(jì)算機(jī)視覺(jué)是無(wú)人機(jī)應(yīng)用中的重要輔助技術(shù),在軍事偵測(cè)、警務(wù)巡邏、航空拍攝、電力巡檢等無(wú)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(wú)人機(jī)獲取豐富的外界信息,幫助無(wú)人機(jī)更高效、更精確地運(yùn)行,因此利用視覺(jué)技術(shù)輔助導(dǎo)航的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)研究具有重要意義。無(wú)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(jué)輔助技術(shù)的引入大大提高了無(wú)人機(jī)的飛行性能。本文針對(duì)搭載單目視覺(jué)的無(wú)人機(jī)對(duì)地面移動(dòng)機(jī)器人的自主跟蹤與降落問(wèn)題展開(kāi)研究,主要內(nèi)容如下:首先,搭建無(wú)人機(jī)搭載單目相機(jī)對(duì)地面移動(dòng)機(jī)器人的自主跟蹤與降落任務(wù)系統(tǒng)。選用DJIM100無(wú)人機(jī)為飛行平臺(tái),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(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制。利用張氏標(biāo)定法完成無(wú)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(duì)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(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理建模,分析無(wú)人機(jī)各種飛行狀態(tài)的控制原理。推導(dǎo)常用無(wú)人機(jī)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換,用以解決GPS信號(hào)在無(wú)...

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 四旋翼無(wú)人機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無(wú)人機(jī)利用視覺(jué)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(tái)簡(jiǎn)介
        2.1.2 地面移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)
        2.1.3 無(wú)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(kāi)發(fā)平臺(tái)
        2.3.1 ROS操作系統(tǒng)
        2.3.2 M100軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 無(wú)人機(jī)自主飛行控制研究
    3.1 無(wú)人機(jī)物理建模與飛行狀態(tài)分析
    3.2 無(wú)人機(jī)坐標(biāo)系定義及轉(zhuǎn)換
    3.3 無(wú)人機(jī)自主控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 無(wú)人機(jī)自主飛行的軟件實(shí)現(xiàn)
        3.3.2 無(wú)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(wú)人機(jī)對(duì)地面機(jī)器人的自主追蹤與降落方法
    4.1 無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)任務(wù)系統(tǒng)坐標(biāo)系
    4.2 圖像檢測(cè)位姿估計(jì)算法
        4.2.1 無(wú)人機(jī)方形標(biāo)識(shí)檢測(cè)位姿估計(jì)算法
        4.2.2 無(wú)人機(jī)二維碼標(biāo)識(shí)檢測(cè)位姿估計(jì)算法
    4.3 視覺(jué)輔助無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)的自主跟蹤控制
    4.4 視覺(jué)輔助的無(wú)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(shí)設(shè)計(jì)
        4.4.3 無(wú)人機(jī)自主降落過(guò)程
    4.5 基于粒子濾波的無(wú)人機(jī)位置估計(jì)算法
    4.6 本章小結(jié)
第五章 無(wú)人機(jī)自主跟蹤與降落系統(tǒng)飛行驗(yàn)證
    5.1 無(wú)人機(jī)固定點(diǎn)懸停實(shí)驗(yàn)
    5.2 無(wú)人機(jī)對(duì)地面移動(dòng)機(jī)器人自主跟蹤實(shí)驗(yàn)
    5.3 無(wú)人機(jī)對(duì)地面移動(dòng)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(jiǎn)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(hào)：4019579