基于機(jī)器視覺的旋翼無人機(jī)跟蹤系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-15 15:43
小型四旋翼無人機(jī)是一種靈活、便攜、成本較低的飛行設(shè)備,目前廣泛用于航拍領(lǐng)域和載物領(lǐng)域。然而,當(dāng)前所有應(yīng)用都需要人為操控?zé)o人機(jī)的飛行動(dòng)作,也即是需要額外訓(xùn)練“飛手”。在通常的跟拍過程中,由于“飛手”既要操控?zé)o人機(jī)的飛行軌跡,又要將所攜帶的云臺(tái)相機(jī)對(duì)準(zhǔn)跟拍目標(biāo),其操作常常依賴于人本身對(duì)環(huán)境的感知,很難達(dá)到理想效果。因此,怎樣控制無人機(jī)智能化飛行的技術(shù)成為待解決的關(guān)鍵問題。本文設(shè)計(jì)了一套針對(duì)四旋翼無人機(jī)的跟蹤控制系統(tǒng),首先通過感知算法將地面目標(biāo)與無人機(jī)的相對(duì)位置解算出來;然后設(shè)計(jì)了分層控制算法來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的跟蹤控制;最后通過搭建實(shí)際飛行平臺(tái),將算法集成到處理器當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)了四旋翼無人機(jī)對(duì)地面移動(dòng)目標(biāo)的跟蹤飛行。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)四旋翼飛行器飛行環(huán)境的復(fù)雜多變性,從螺旋槳的受力分析出發(fā),結(jié)合姿態(tài)描述的相關(guān)知識(shí),并選取合適的歐拉角順序規(guī)則,同時(shí)將工程應(yīng)用中的螺旋槳提供升力存在飽和特性考慮進(jìn)來,從而建立起牛頓歐拉數(shù)學(xué)模型,以之作為控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù),使飛行控制更適用于不同的飛行環(huán)境。(2)設(shè)計(jì)了一套視覺感知算法來獲取四旋翼無人機(jī)對(duì)地面移動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)位置。首先通過顏色識(shí)別和形狀識(shí)別的方法...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
無人機(jī)快遞運(yùn)輸
圖 1.2 民航局下發(fā)文件規(guī)范駕駛員資質(zhì)人機(jī)越來越融入人們的生活,人們對(duì)四旋翼所提便捷化、高續(xù)航成為其主要的發(fā)展應(yīng)用方向。但還很低,主要還是靠“飛手”進(jìn)行遙控操作,只
圖 1.3 Unmanned Aerial Vehicle 期刊發(fā)表趨勢(shì)可以看出,2017 年的期刊論文發(fā)行量已經(jīng)突破 5000 篇。在 SCI 期刊中的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]四旋翼無人機(jī)飛行控制算法綜述[J]. 王成,楊杰,姚輝,席建祥. 電光與控制. 2018(12)
[2]順豐無人機(jī)與中國(guó)電科五十四所簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議[J]. 無線電通信技術(shù). 2018(04)
[3]拉格朗日中值定理的證明及應(yīng)用[J]. 黃海松. 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]基于自抗擾的四旋翼無人機(jī)動(dòng)態(tài)面姿態(tài)控制[J]. 張勇,陳增強(qiáng),張興會(huì),孫青林,孫明瑋. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(02)
[5]四旋翼無人機(jī)流場(chǎng)及氣動(dòng)干擾數(shù)值模擬研究[J]. 王策,唐正飛,徐培,黃凱. 飛行力學(xué). 2018(04)
[6]歐拉角姿態(tài)解算的改進(jìn)[J]. 野瑩瑩,張艷珠,鄒心宇,陳蕾,左越. 裝備制造技術(shù). 2018(03)
[7]基于分解四元數(shù)的自適應(yīng)姿態(tài)四元數(shù)卡爾曼濾波[J]. 張德先,聶桂根. 控制理論與應(yīng)用. 2018(03)
[8]小型無人機(jī)姿態(tài)解算方法研究[J]. 張春友,龍長(zhǎng)江,吳偉,嚴(yán)煒. 測(cè)控技術(shù). 2018(02)
[9]大角度范圍內(nèi)歐拉角到四元數(shù)的變換(英文)[J]. 朱程廣,趙健康,劉英. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]基于改進(jìn)Hu矩和矩形擬合的芯片識(shí)別定位算法[J]. 寸毛毛,盧軍. 包裝工程. 2018(03)
碩士論文
[1]基于視覺的無人機(jī)地面目標(biāo)精確定位算法研究[D]. 房東飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]微型無人機(jī)視覺慣性導(dǎo)航[D]. 陳卓.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]無人機(jī)智能化視頻監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)[D]. 黃偉杰.沈陽(yáng)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3139619
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
無人機(jī)快遞運(yùn)輸
圖 1.2 民航局下發(fā)文件規(guī)范駕駛員資質(zhì)人機(jī)越來越融入人們的生活,人們對(duì)四旋翼所提便捷化、高續(xù)航成為其主要的發(fā)展應(yīng)用方向。但還很低,主要還是靠“飛手”進(jìn)行遙控操作,只
圖 1.3 Unmanned Aerial Vehicle 期刊發(fā)表趨勢(shì)可以看出,2017 年的期刊論文發(fā)行量已經(jīng)突破 5000 篇。在 SCI 期刊中的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]四旋翼無人機(jī)飛行控制算法綜述[J]. 王成,楊杰,姚輝,席建祥. 電光與控制. 2018(12)
[2]順豐無人機(jī)與中國(guó)電科五十四所簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議[J]. 無線電通信技術(shù). 2018(04)
[3]拉格朗日中值定理的證明及應(yīng)用[J]. 黃海松. 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]基于自抗擾的四旋翼無人機(jī)動(dòng)態(tài)面姿態(tài)控制[J]. 張勇,陳增強(qiáng),張興會(huì),孫青林,孫明瑋. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(02)
[5]四旋翼無人機(jī)流場(chǎng)及氣動(dòng)干擾數(shù)值模擬研究[J]. 王策,唐正飛,徐培,黃凱. 飛行力學(xué). 2018(04)
[6]歐拉角姿態(tài)解算的改進(jìn)[J]. 野瑩瑩,張艷珠,鄒心宇,陳蕾,左越. 裝備制造技術(shù). 2018(03)
[7]基于分解四元數(shù)的自適應(yīng)姿態(tài)四元數(shù)卡爾曼濾波[J]. 張德先,聶桂根. 控制理論與應(yīng)用. 2018(03)
[8]小型無人機(jī)姿態(tài)解算方法研究[J]. 張春友,龍長(zhǎng)江,吳偉,嚴(yán)煒. 測(cè)控技術(shù). 2018(02)
[9]大角度范圍內(nèi)歐拉角到四元數(shù)的變換(英文)[J]. 朱程廣,趙健康,劉英. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]基于改進(jìn)Hu矩和矩形擬合的芯片識(shí)別定位算法[J]. 寸毛毛,盧軍. 包裝工程. 2018(03)
碩士論文
[1]基于視覺的無人機(jī)地面目標(biāo)精確定位算法研究[D]. 房東飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]微型無人機(jī)視覺慣性導(dǎo)航[D]. 陳卓.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]無人機(jī)智能化視頻監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)[D]. 黃偉杰.沈陽(yáng)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3139619
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