【摘要】：近年來無人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速,目前在偵查、測繪、巡檢和農(nóng)業(yè)植保等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,隨著無人機(jī)的應(yīng)用場景越來越多,其飛行的環(huán)境也越來越復(fù)雜,無人機(jī)飛行安全的保障問題成為了時(shí)下研究的熱點(diǎn)問題,尤其是在空間遮掩區(qū)域和室內(nèi)區(qū)域,無人機(jī)GPS導(dǎo)航信號不佳甚至完全無信號的情況下,其飛行安全問題更為突出,而視覺技術(shù)的發(fā)展為無人機(jī)在室內(nèi)或信號不佳區(qū)域的飛行安全帶來發(fā)展。本文通過對視覺技術(shù)和無人機(jī)飛行安全問題的研究,在此基礎(chǔ)上研究了一套通用的基于視覺的,用于小型無人機(jī)在室內(nèi)環(huán)境中的飛行環(huán)境感知測量系統(tǒng),通過視覺系統(tǒng)識別室內(nèi)場景尋找路徑目標(biāo)和感知環(huán)境中的障礙物以及估計(jì)自身位置,最后提供相應(yīng)的飛行策略。本文首先分析了視覺算法的一般原理和流程,并對室內(nèi)無人機(jī)的飛行環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行了歸納,在此基礎(chǔ)上選擇合適的硬件,并進(jìn)行了雙目相機(jī)的標(biāo)定和校正工作,然后針對校正工作中的濾波處理提出改進(jìn)思路,減少處理計(jì)算量。其次針對立體匹配算法匹配窗口的選擇問題和匹配代價(jià)的聚合問題,提出了三點(diǎn)改進(jìn),一是匹配窗口建立時(shí)的顏色閾值,利用圖像的本身區(qū)域特征加入自適應(yīng)顏色閾值法,窗口選擇的質(zhì)量;二是針對匹配窗口內(nèi)的噪聲問題,結(jié)合統(tǒng)計(jì)原理提出噪聲干擾值剔除原則,三是針對原有算法匹配代價(jià)使用固定權(quán)重,導(dǎo)致參數(shù)對于圖像適應(yīng)性不強(qiáng)的問題,根據(jù)圖像特征采用自適應(yīng)權(quán)重法。最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)效果。之后使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對常見的室內(nèi)場景進(jìn)行分類識別,然后利用霍夫變換檢測場景中直線元素,利用其分布特點(diǎn)尋找路徑目標(biāo),并判斷無人機(jī)的相對位置,然后研究了如何從匹配得到的雙目視差圖中提取障礙物并測量,分析了原有方法雖然速度快而效果不理想的原因,在不影響整體性能的前提下犧牲一定時(shí)間的效率,加入了迭代思想,對障礙物的位置進(jìn)行進(jìn)一步精確,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性和效果,最后使用結(jié)合障礙物的距離和尺寸信息,給出相應(yīng)了飛行策略,保障無人機(jī)的安全飛行。最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)了驗(yàn)證分類效果和路徑目標(biāo)的感知準(zhǔn)確率。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V279;V249;TP391.41

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本文編號：2767053