【摘要】：在無(wú)人機(jī)避障領(lǐng)域,由于傳統(tǒng)的嵌入式設(shè)備以及避障算法的各種弊端,并不適合進(jìn)行各種智能的尋徑方式。于是計(jì)算機(jī)視覺(jué)便與無(wú)人機(jī)進(jìn)行融合,發(fā)揮了不可替代的作用。另一方面,由于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的計(jì)算量龐大,要求嵌入式計(jì)算單元有足夠的處理性能。在這方面,FPGA,GPU,DSP計(jì)算平臺(tái)有其優(yōu)劣勢(shì)。本文權(quán)衡之下,選擇ARM+GPU平臺(tái)作為實(shí)時(shí)計(jì)算平臺(tái),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了四軸飛行器尋徑系統(tǒng)。本文的主要工作如下:1.將雙目立體視覺(jué)算法移植到ARM+GPU的異構(gòu)處理平臺(tái)中,使用NEON與CUDA優(yōu)化算法,使其能夠?qū)崟r(shí)地處理雙目攝像頭采集的雙目圖像,生成三維點(diǎn)云圖。2.設(shè)計(jì)障礙物提取算法,高效地從第一步中生成的三維點(diǎn)云圖中提取障礙物信息,并將其轉(zhuǎn)換為路徑規(guī)劃算法能夠處理的數(shù)據(jù)格式。3.實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化動(dòng)態(tài)窗口法,利用第二步生成的障礙物信息,計(jì)算飛行器的飛行路徑,并生成控制命令,控制飛行器的飛行。4.利用飛行器提供的SDK,選擇適合于本文環(huán)境的控制接口與控制方式,接收第三步產(chǎn)生的飛控命令,實(shí)時(shí)地控制飛行器的飛行。5.設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)框架,將1-4步中的算法集成到框架中,并使得整體框架高度模塊化,每一步都可獨(dú)立升級(jí),方便更新。6.將搭建的整個(gè)尋徑系統(tǒng)在真實(shí)環(huán)境進(jìn)行各種測(cè)試。保證系統(tǒng)的正確性與魯棒性。7.飛行器航行過(guò)程中拍攝的雙目圖像,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆赑C端,在PC端使用開(kāi)源SLAM算法,對(duì)飛行環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的三維重建。實(shí)現(xiàn)后的本系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)(每秒20幀)重建飛行環(huán)境中的三維地圖,并能夠在未知環(huán)境中實(shí)時(shí)躲避飛行路徑上的障礙物,安全到達(dá)飛行目的地。同時(shí)在飛行過(guò)程中還能夠?qū)崿F(xiàn)與地面站的通信,將圖像發(fā)往地面站,使用地面站的高速計(jì)算設(shè)備進(jìn)行三維重建,并應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、災(zāi)難探察、測(cè)繪等領(lǐng)域。 【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V279;V249;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2712197