發(fā)布時間：2017-12-24 09:13

  本文關鍵詞：基于嵌入式平臺的無人機視覺跟蹤避障方法研究　出處：《南京航空航天大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 視覺避障 人工勢場 光流算法 Harris角點 單目測距 FPGA+DSP架構(gòu)

【摘要】：近年來,無人機視覺導航技術正受到廣泛關注,同時,基于嵌入式平臺的微處理器系統(tǒng)以其自主廉價的特點也逐漸在工程控制領域中展現(xiàn)其優(yōu)勢,本文針對無人機在未知環(huán)境中的避障問題,研究基于嵌入式平臺的無人機視覺跟蹤避障方法,主要探討了無人機飛行過程中的導航避障策略以及障礙物識別和目標測距問題,完成了算法設計和硬件平臺搭建,并通過實驗驗證了該方案的工程價值。首先,針對導航避障策略問題,本文在傳統(tǒng)人工勢場法的基礎上,對勢場函數(shù)做了改進,并結(jié)合最優(yōu)控制思想,設計控制器,引導無人機自主避障并最終飛抵目標地點。接著,針對障礙物檢測問題,研究圖像預處理算法,并在幾種經(jīng)典光流算法的基礎上,利用角點作為特征點計算目標場景的光流向量,提出基于角點檢測的改進金字塔L-K光流法。針對目標測距問題,利用精度不高的光流法探索障礙物警戒區(qū)域,通過對攝像機進行標定,形成二維像素到三維世界的對應模式,完成對距離的精確解算。最后,針對嵌入式平臺搭建,完成系統(tǒng)仿真設計,并完成算法的硬件實現(xiàn)。平臺包括基于CMOS圖像傳感器的圖像采集模塊,用于采集無人機飛行前方的視頻圖像序列,以及采用FPGA+DSP架構(gòu)的圖像處理模塊,利用FPGA作圖像預處理,DSP作圖像處理并輸出控制信號,實驗結(jié)果表明,該方案具有良好的障礙物檢測與路徑規(guī)劃能力,并驗證了本文算法的有效可行。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V279

【參考文獻】

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本文編號：1327754