【摘要】：四旋翼無人機一般有俯仰、翻滾和偏航三種運動方式,能夠?qū)崿F(xiàn)垂直起飛和降落、定點懸停等基本功能,并且可以根據(jù)其基本運動方式適應(yīng)前飛、側(cè)飛和倒飛等多種飛行姿勢;此外,具備飛控的無人機還有自主起飛能力,并能夠根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能,從而適應(yīng)多種不同的環(huán)境。通過在旋翼類無人機上搭載視覺平臺,將這種無人機應(yīng)用于多種領(lǐng)域,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)田探測、道路監(jiān)控、軍事偵察等方面。本文以四旋翼無人機為研究對象,對這種無人機的視覺跟蹤系統(tǒng)進行深入的研究設(shè)計,在研究過程中,視覺跟蹤算法采用了兩種,設(shè)計了無人機端和地面站端,并在實物平臺上對這個設(shè)計進行了實現(xiàn)。首先,本文以四旋翼無人機為研究對象,采用KCF目標跟蹤算法,對實驗平臺進行了設(shè)計,實驗平臺由以下部分組成:開源小四軸、無人機云臺、WIFI透傳模塊、5.8G模擬圖傳、Win10+QT5+Opencv3.4.0,系統(tǒng)目標跟蹤算法在地面站實現(xiàn),采用QT+Opencv3.4.0進行地面站開發(fā)。其次,針對無人機采集到的圖像序列,將KCF目標跟蹤算法引入進來,這種算法是以卡爾曼濾波器為基礎(chǔ),通過在測試集上對測試結(jié)果進行分析,對于一些遮擋以及光線變化等產(chǎn)生的干擾,這種算法可以有效的避免這些情況的發(fā)生。但是通過測試也對KCF存在的缺點和不足進行了總結(jié),主要是在航拍過程中如果物體快速移動或相機過于抖動,導(dǎo)致拍攝效果較差,為了改善這種情況,將預(yù)測和修正功能應(yīng)用于KCF算法中。最后,基于OpenCV庫對地面站控制系統(tǒng)進行了深入的設(shè)計,為了獲得像素坐標,通過對相機坐標系、像素坐標系、圖像坐標系的分析,對真實坐標進行了有效的轉(zhuǎn)換。通過搭載于正點原子開發(fā)的微型無人機的視覺平臺,系統(tǒng)完成了對目標的主動跟蹤。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V279;TP391.41

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