本文關鍵詞：無人機自動著陸過程中的視覺導航技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 計算機視覺導航有精度高、不受電子干擾等特點,因此在無人機的導航中受到越來越多的關注。本文從研究現(xiàn)有導航原理的特點入手,結合圖象跟蹤技術,將計算機視覺技術應用于無人機的自動著陸導航中。 首先,在研究了現(xiàn)有導航方法的基礎上,本文提出了在特定環(huán)境下應用的無人機自動著陸視覺導航方法。在采用圖像跟蹤技術和二軸經緯儀控制技術的基礎上,本文給出了全新的視覺導航總體實現(xiàn)方案,并隨后給出了該方案的空間定位原理。最后結合前面提到的導航方法的優(yōu)缺點,提出了針對該方法的視覺/INS組合導航方法。 其次,為了實現(xiàn)視覺導航,針對無人機著陸過程中的圖像識別問題,本文重點研究了無人機目標識別過程中的目標特征提取技術,選取了三種比較有效的特征提取方法,分別進行了邊界不變矩提取、梯度相角直方圖特征提取,以及角點特征提取。最后著重研究了滿足實時性要求的運動目標跟蹤技術。在實驗室條件下,分別對邊界跟蹤技術和基于背景的運動目標檢測技術進行了實驗,得出了符合實時性要求的處理效果。 在無人機自動著陸視覺導航方法的實現(xiàn)過程中,一個十分重要的環(huán)節(jié)就是需要建立圖像坐標和經緯儀轉角的數學聯(lián)系。圍繞著這一點,本文利用圖像坐標到地面坐標系的坐標變換。結合攝像機成像模型給出了圖像坐標到經緯儀轉角的解算關系。并在實驗環(huán)節(jié)中對這一關系進行了有效驗證。 最后簡單地總結了本課題的內容,并從圖象跟蹤技術方面對本課題的研究方向進行了展望。
【關鍵詞】：無人機 視覺導航 圖像跟蹤 經緯儀控制
【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】：2007
【分類號】：V249.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 引言14-15
• 1.2 計算機視覺導航技術發(fā)展現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 計算機視覺及其應用15-17
• 1.2.2 計算機視覺導航技術發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本課題研究的背景和意義18-19
• 1.4 本課題研究的內容及論文的安排19-21
• 第二章 無人機自主著陸導航方法研究21-50
• 2.1 引言21-22
• 2.2 GPS 導航原理22-29
• 2.2.1 GPS 導航原理22-26
• 2.2.2 差分GPS 基本原理26-28
• 2.2.3 GPS 導航特點28-29
• 2.3 慣性導航原理29-38
• 2.3.1 慣性導航系統(tǒng)簡介29-30
• 2.3.2 慣性元件30-33
• 2.3.3 慣性系統(tǒng)33-37
• 2.3.4 慣性系導航特點37-38
• 2.4 視覺導航原理38-46
• 2.4.1 視覺導航實現(xiàn)方案38-42
• 2.4.2 地面坐標系的建立42
• 2.4.3 單攝像機的視覺導航原理42-43
• 2.4.4 雙攝像機的視覺導航原理43-45
• 2.4.5 視覺導航實現(xiàn)過程45-46
• 2.5 組合導航原理46-49
• 2.5.1 DGPS/AP/RA 組合導航系統(tǒng)46-47
• 2.5.2 視覺/INS 組合導航47-49
• 2.6 本章小結49-50
• 第三章 無人機圖像跟蹤技術研究50-76
• 3.1 引言50
• 3.2 圖像預處理50-53
• 3.2.1 圖像濾波簡介50-51
• 3.2.2 鄰域平均法51
• 3.2.3 中值濾波51-52
• 3.2.4 頻域濾波52-53
• 3.3 圖像分割53-56
• 3.3.1 邊緣檢測與提取53-55
• 3.3.2 邊緣檢測算法的選取55-56
• 3.4 無人機特征提取56-64
• 3.4.1 特征提取簡介56-57
• 3.4.2 邊界不變矩57-60
• 3.4.3 方向梯度相角直方圖60-63
• 3.4.4 角點特征提取63-64
• 3.5 無人機圖像跟蹤技術64-75
• 3.5.1 運動目標檢測的基本方法64-66
• 3.5.2 運動目標跟蹤的基本方法66-67
• 3.5.3 邊緣跟蹤67-69
• 3.5.4 基于背景模型的目標檢測69-75
• 3.6 本章小結75-76
• 第四章 視覺導航中的角度解算76-87
• 4.1 引言76
• 4.2 圖像的成像模型76-80
• 4.2.1 圖像坐標系、攝像機坐標系、世界坐標系76-79
• 4.2.2 攝像機針孔成像模型79-80
• 4.3 經緯儀控制中的角度解算80-86
• 4.3.1 攝像機運動80-81
• 4.3.2 坐標變換的旋轉矩陣81
• 4.3.3 單目視覺系統(tǒng)角度解算81-84
• 4.3.4 雙目視覺系統(tǒng)角度解算84-86
• 4.5 本章小結86-87
• 第五章 無人機著陸過程視覺導航的實驗驗證87-94
• 5.1 引言87
• 5.2 圖像傳感器與圖像采集87-89
• 5.2.1 攝像機及其工作原理87-88
• 5.2.2 圖像采集卡及其工作原理簡介88
• 5.2.3 實時圖像采集系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)88-89
• 5.3 圖像跟蹤中經緯儀角度的理論計算與實驗結果驗證89-93
• 5.3.1 圖像跟蹤中轉角的實驗確定方法89-90
• 5.3.2 角度的理論計算90-93
• 5.4 本章小結93-94
• 第六章 總結與展望94-96
• 6.1 本文的主要工作總結94
• 6.2 展望94-96
• 參考文獻96-99
• 致謝99-100
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及科研工作100-101
• 附錄Ⅰ 不變矩數據一101-102
• 附錄Ⅱ 不變矩數據二102-103
• 附錄Ⅲ 實驗法得到的經緯儀方位轉角查詢表103-105
• 附錄Ⅳ 實驗法得到的經緯儀俯仰轉角查詢表105-106

【引證文獻】

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  本文關鍵詞：無人機自動著陸過程中的視覺導航技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：269118