基于視覺反饋的微型四旋翼飛行器自主著陸系統(tǒng)研究及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-06-08 13:51
微型四旋翼飛行器涉及到導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)視覺、控制理論、嵌入式電子等多方面,具有體積小、成本低、機(jī)動性靈活等特點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、軍事、監(jiān)控等領(lǐng)域,它是一種理想的理論應(yīng)用研究平臺。對于微型四旋翼飛行器而言,位姿估計(jì)是實(shí)現(xiàn)四旋翼飛行器運(yùn)行和控制的關(guān)鍵因素之一。基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)的定位方法廣泛地應(yīng)用于四旋翼飛行器定位系統(tǒng)中,然而在一些特殊場景下,例如室內(nèi)或者建筑群,由于GPS導(dǎo)航系統(tǒng)信號的不穩(wěn)定,導(dǎo)致四旋翼飛行器定位精度較低甚至失效。視覺輔助定位方式具有結(jié)構(gòu)簡單、信號穩(wěn)定、重量輕、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),使得研究基于視覺反饋的微型四旋翼飛行器自主著陸系統(tǒng),具有一定的理論及實(shí)踐意義。本文的研究工作如下:首先,針對基于常規(guī)拓展卡爾曼器(Extended Kalman Filter,EKF)的姿態(tài)估計(jì)精度不高問題,設(shè)計(jì)了一種基于共軛梯度的EKF姿態(tài)估計(jì)算法。本文將共軛梯度算法引入EKF中,減小由于非線性系統(tǒng)線性化過程中產(chǎn)生的誤差。在此基礎(chǔ)上,將非重力運(yùn)動加速度引入到噪聲協(xié)方差矩陣中,從而實(shí)現(xiàn)噪聲的自適應(yīng)動態(tài)估計(jì),并且采用傾角補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ?jì)算偏航角...
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
中美軍用無人機(jī)
(c) 快遞無人機(jī) (d) 消防無人機(jī)圖 1.2 無人機(jī)應(yīng)用前,無人機(jī)主要是通過全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS單元(Inertial Measurement Unit, IMU)來獲取位姿信息[12]。GPS 是美
圖 1.3 AVATAR 無人機(jī)提出了一種基于合作目標(biāo)的視覺位姿估計(jì)算法 不變矩和 Hough 變換對合作目標(biāo)進(jìn)行識別、提投影關(guān)系解算出飛行器的位姿信息。隨后,為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]消防無人機(jī)研究與應(yīng)用前景分析[J]. 南江林. 消防科學(xué)與技術(shù). 2017(08)
[2]運(yùn)動加速度抑制的動態(tài)步長梯度下降姿態(tài)解算算法[J]. 章政,王龍,曾聰. 信息與控制. 2017(02)
[3]改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼濾波的四旋翼姿態(tài)估計(jì)算法[J]. 王龍,章政,王立. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(04)
[4]美國空軍尋求遠(yuǎn)程隱身無人機(jī)[J]. 李洪興. 現(xiàn)代軍事. 2017(01)
[5]新型的無人機(jī)自主著陸地標(biāo)設(shè)計(jì)與研究[J]. 陳勇,劉亨立. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]運(yùn)用跑道平面結(jié)構(gòu)化線特征的固定翼無人機(jī)視覺導(dǎo)航算法[J]. 周朗明,鐘磬,張躍強(qiáng),雷志輝,張小虎. 國防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]基于視覺的目標(biāo)檢測與跟蹤綜述[J]. 尹宏鵬,陳波,柴毅,劉兆棟. 自動化學(xué)報(bào). 2016(10)
[8]非線性共軛梯度法研究進(jìn)展[J]. 簡金寶,江羨珍,尹江華. 玉林師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(02)
[9]一種自適應(yīng)互補(bǔ)濾波姿態(tài)估計(jì)算法[J]. 王立,章政,孫平. 控制工程. 2015(05)
[10]基于陀螺儀和磁強(qiáng)計(jì)的姿態(tài)解算方法研究[J]. 劉凱,梁曉庚. 計(jì)算機(jī)仿真. 2014(05)
碩士論文
[1]單目視覺下基于合作目標(biāo)的無人機(jī)定位定姿問題研究[D]. 吳妍.南京理工大學(xué) 2017
[2]基于機(jī)載嵌入式平臺的無人機(jī)視覺輔助自主降落[D]. 高翔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于計(jì)算機(jī)視覺的車輛立體定位與導(dǎo)航研究[D]. 周翯男.大連理工大學(xué) 2016
[4]基于北斗/GPS導(dǎo)航的視覺著陸四旋翼飛行器設(shè)計(jì)[D]. 王立.武漢科技大學(xué) 2016
[5]基于多MEMS傳感器數(shù)據(jù)融合的組合測姿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 姜天宇.東南大學(xué) 2015
[6]基于合作目標(biāo)與視覺導(dǎo)引的無人機(jī)自主著陸技術(shù)研究[D]. 祁曉鵬.南京航空航天大學(xué) 2014
[7]基于視覺的四旋翼飛行器自主著陸和位姿估計(jì)[D]. 張曉龍.南京航空航天大學(xué) 2014
[8]無人機(jī)視覺著陸引導(dǎo)中的位姿估計(jì)問題研究[D]. 龍古燦.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[9]無人機(jī)視覺輔助著陸中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 丁永軍.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
本文編號:3218591
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
中美軍用無人機(jī)
(c) 快遞無人機(jī) (d) 消防無人機(jī)圖 1.2 無人機(jī)應(yīng)用前,無人機(jī)主要是通過全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS單元(Inertial Measurement Unit, IMU)來獲取位姿信息[12]。GPS 是美
圖 1.3 AVATAR 無人機(jī)提出了一種基于合作目標(biāo)的視覺位姿估計(jì)算法 不變矩和 Hough 變換對合作目標(biāo)進(jìn)行識別、提投影關(guān)系解算出飛行器的位姿信息。隨后,為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]消防無人機(jī)研究與應(yīng)用前景分析[J]. 南江林. 消防科學(xué)與技術(shù). 2017(08)
[2]運(yùn)動加速度抑制的動態(tài)步長梯度下降姿態(tài)解算算法[J]. 章政,王龍,曾聰. 信息與控制. 2017(02)
[3]改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼濾波的四旋翼姿態(tài)估計(jì)算法[J]. 王龍,章政,王立. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(04)
[4]美國空軍尋求遠(yuǎn)程隱身無人機(jī)[J]. 李洪興. 現(xiàn)代軍事. 2017(01)
[5]新型的無人機(jī)自主著陸地標(biāo)設(shè)計(jì)與研究[J]. 陳勇,劉亨立. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]運(yùn)用跑道平面結(jié)構(gòu)化線特征的固定翼無人機(jī)視覺導(dǎo)航算法[J]. 周朗明,鐘磬,張躍強(qiáng),雷志輝,張小虎. 國防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]基于視覺的目標(biāo)檢測與跟蹤綜述[J]. 尹宏鵬,陳波,柴毅,劉兆棟. 自動化學(xué)報(bào). 2016(10)
[8]非線性共軛梯度法研究進(jìn)展[J]. 簡金寶,江羨珍,尹江華. 玉林師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(02)
[9]一種自適應(yīng)互補(bǔ)濾波姿態(tài)估計(jì)算法[J]. 王立,章政,孫平. 控制工程. 2015(05)
[10]基于陀螺儀和磁強(qiáng)計(jì)的姿態(tài)解算方法研究[J]. 劉凱,梁曉庚. 計(jì)算機(jī)仿真. 2014(05)
碩士論文
[1]單目視覺下基于合作目標(biāo)的無人機(jī)定位定姿問題研究[D]. 吳妍.南京理工大學(xué) 2017
[2]基于機(jī)載嵌入式平臺的無人機(jī)視覺輔助自主降落[D]. 高翔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于計(jì)算機(jī)視覺的車輛立體定位與導(dǎo)航研究[D]. 周翯男.大連理工大學(xué) 2016
[4]基于北斗/GPS導(dǎo)航的視覺著陸四旋翼飛行器設(shè)計(jì)[D]. 王立.武漢科技大學(xué) 2016
[5]基于多MEMS傳感器數(shù)據(jù)融合的組合測姿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 姜天宇.東南大學(xué) 2015
[6]基于合作目標(biāo)與視覺導(dǎo)引的無人機(jī)自主著陸技術(shù)研究[D]. 祁曉鵬.南京航空航天大學(xué) 2014
[7]基于視覺的四旋翼飛行器自主著陸和位姿估計(jì)[D]. 張曉龍.南京航空航天大學(xué) 2014
[8]無人機(jī)視覺著陸引導(dǎo)中的位姿估計(jì)問題研究[D]. 龍古燦.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[9]無人機(jī)視覺輔助著陸中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 丁永軍.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
本文編號:3218591
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/hangkongsky/3218591.html
最近更新
教材專著