【摘要】：近些年,民用小型無人機(UAV)得到人們越來越多的關(guān)注和應(yīng)用,無人機已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在快遞、外賣、電力線巡檢等領(lǐng)域中。擁有自主避障功能的無人機更是在社會生產(chǎn)、科研、航拍作業(yè)中擁有廣泛的應(yīng)用前景,它不僅可以讓無人機平穩(wěn)的飛行,而且還可以讓無人機在完成各種復(fù)雜的飛行任務(wù)時有效的避開障礙物,減少無人機由于撞上障礙物而損壞以及帶來的次生危害。國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者在無人機自主避障方面已經(jīng)做了不少研究,一般的無人機避障方案都是依賴于現(xiàn)成的三維高程地圖、多目視覺傳感器或者其他多種傳感器的組合來實現(xiàn);基于現(xiàn)有方案的避障系統(tǒng)一般都有體積大、功耗高、質(zhì)量重以及價格昂貴的缺點。具有體積小、功耗低、質(zhì)量輕、價格低優(yōu)勢,并且適合安裝在小型無人機(例如多旋翼無人機)上使用的自主避障系統(tǒng)仍有待進一步的研究。毫米波雷達具有體積小、重量輕、測距距離遠的優(yōu)點,但是毫米波雷達在測量障礙物的方位角度時精度低。單目視覺傳感器可以測量無人機飛行環(huán)境中的障礙物所處的方位角度,并且與多目視覺傳感器相比,單目視覺處理具有計算量小的優(yōu)勢;但是單目視覺傳感器在測量障礙物的距離時精度很低。將毫米波雷達與單目視覺傳感器結(jié)合起來安裝在小型無人機上的方案,可以同時獲得高精度的障礙物距離和方位角度信息,實現(xiàn)了兩種傳感器的優(yōu)勢互補;而且該方案所涉及的計算量小,一般的嵌入式微處理器就能勝任,適合在小型無人機上安裝使用�；谠摕o人機自主避障方案,本論文主要研究內(nèi)容如下:1)總結(jié)了國內(nèi)外無人機自主避障系統(tǒng)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀,提出了將毫米波雷達與單目視覺傳感器相融合的無人機自主避障系統(tǒng)方案。2)介紹了毫米波雷達的組成結(jié)構(gòu)和利用毫米波雷達測量障礙物距離的基本原理;研究了將數(shù)字圖像處理理論應(yīng)用于單目視覺傳感器測量障礙物方位角度的方法;提出了把毫米波雷達的障礙物測距結(jié)果與單目視覺傳感器的障礙物測角結(jié)果相融合,進而實現(xiàn)障礙物三維立體定位的方法;介紹了將復(fù)雜的三維路徑規(guī)劃問題簡化為二維路徑規(guī)劃問題的方法。3)基于Ti的DSP硬件平臺、毫米波雷達平臺以及大疆的Naza無人機平臺,開發(fā)了一套將毫米波雷達與單目視覺相融合的無人機自主避障演示系統(tǒng);并利用該無人機自主避障演示系統(tǒng)做了避障飛行實驗,初步驗證了本論文提出的融合方案在無人機自主避障飛行中的可行性。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V279;V249

【參考文獻】

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