無(wú)人機(jī)行業(yè)在近些年迎來(lái)了很大的發(fā)展,逐漸應(yīng)用于多種行業(yè)場(chǎng)景,無(wú)人機(jī)系統(tǒng)行業(yè)正在向無(wú)人化運(yùn)行方向發(fā)展,無(wú)人機(jī)自主降落是其中的關(guān)鍵一環(huán),目前自主降落有多種引導(dǎo)方式,而視覺(jué)定位引導(dǎo)是一種低成本、高精度的一種技術(shù)。本文針對(duì)自主降落的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。工作如下:首先,對(duì)自主降落系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。機(jī)型采用四旋翼,Pixhawk飛控,采用32位MCU作為飛行控制器,確定了傳感器規(guī)格選型。視覺(jué)識(shí)別部分基于ROS操作系統(tǒng)設(shè)計(jì),Apriltag算法作為核心識(shí)別程序,飛行控制部分基于FreeRTOS實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)無(wú)人機(jī)飛行高度與攝像頭視野的關(guān)系設(shè)計(jì)了識(shí)別標(biāo)志和飛行控制策略。然后,通過(guò)測(cè)試Apriltag識(shí)別的性能,無(wú)人機(jī)降落控制需要較高的位置反饋和較高的視覺(jué)定位精度,高分辨率會(huì)帶來(lái)較高的計(jì)算壓力,在維持分辨率不變的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種窗口局部檢測(cè)和圖像切割的方法,對(duì)tag標(biāo)志識(shí)別結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)算法基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)滑動(dòng)窗口分割圖像,去除無(wú)用的圖像區(qū)域,加快tag的識(shí)別,提高了識(shí)別幀率。接著利用坐標(biāo)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行插值處理,進(jìn)一步提高識(shí)別的幀率。無(wú)人機(jī)飛行位置獲取方面,激光測(cè)距傳感器測(cè)距信... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１南加州大學(xué)直升機(jī)??２０１４年Ｗｅｉｗｅｉ?Ｋｏｎｇ等人提出了一種在地面架設(shè)攝像機(jī)云臺(tái)單元的方案，采??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??視覺(jué)識(shí)別標(biāo)志進(jìn)行定位和跟蹤，實(shí)現(xiàn)了跟蹤移動(dòng)平臺(tái)（使二者保持相對(duì)位置不變）??和自主著陸的功能，如圖１－２。??ｌｌＡｌｒ湯丨．以??丨?１?．．．?Ｉ?？?｜?．１??圖１－２移動(dòng)平臺(tái)降落??Ｃｏｕｒｔｎｅｙ?Ｓ?ＳｈａｒｐＷ等人利用視覺(jué)的方法識(shí)別降落平臺(tái)，通過(guò)識(shí)別結(jié)果實(shí)現(xiàn)定??位，利用位置信息控制無(wú)人機(jī)降落，針對(duì)識(shí)別精度進(jìn)行了研宄，提高了降落的效果，??該團(tuán)隊(duì)屬于加州伯克利分校。??■■■■■??圖１－３加州伯克利分校直升機(jī)降落??葡萄牙Ｍｏｒａｉｓ?Ｆ等人針對(duì)海上無(wú)人機(jī)移動(dòng)降落系統(tǒng)⑴進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。通??過(guò)機(jī)載ＲＧＢ攝像頭對(duì)船艦上的標(biāo)志進(jìn)行跟蹤，使用ＫＦ和ＥＰｎＰ的方法對(duì)無(wú)人機(jī)??和船艦上的引導(dǎo)標(biāo)志的相對(duì)位置和姿態(tài)估計(jì)進(jìn)行計(jì)算，采用光流算法得到飛行速??度，完成最終的著陸過(guò)程。??在旋翼無(wú)人機(jī)定位方面，在?２０１２?年，Ｒｏｂｅｒｔ?Ｍａｈｏｎｙ，Ｖｉｊａｙ?Ｋｕｍａｒ，?ａｎｄ?Ｐｅｔｅｒ??ＣｏｒｋｅＷ等人提出了－種旋翼無(wú)人機(jī)室內(nèi)的定位的方案，基于光學(xué)感知與實(shí)時(shí)捕捉，??實(shí)時(shí)獲取對(duì)旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行空間定位，在無(wú)人機(jī)上設(shè)置紅外感應(yīng)點(diǎn)，基于多目測(cè)量??的方式，計(jì)算旋翼無(wú)人機(jī)在識(shí)別空間的三維坐標(biāo)信息，此方案定位精度很高，是一??款性能優(yōu)異的室內(nèi)旋翼無(wú)人機(jī)定位系統(tǒng)，如圖】－４。??３??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??視覺(jué)識(shí)別標(biāo)志進(jìn)行定位和跟蹤，實(shí)現(xiàn)了跟蹤移動(dòng)平臺(tái)（使二者保持相對(duì)位置不變）??和自主著陸的功能，如圖１－２。??ｌｌＡｌｒ湯丨．以??丨?１?．．．?Ｉ?？?｜?．１??圖１－２移動(dòng)平臺(tái)降落??Ｃｏｕｒｔｎｅｙ?Ｓ?ＳｈａｒｐＷ等人利用視覺(jué)的方法識(shí)別降落平臺(tái)，通過(guò)識(shí)別結(jié)果實(shí)現(xiàn)定??位，利用位置信息控制無(wú)人機(jī)降落，針對(duì)識(shí)別精度進(jìn)行了研宄，提高了降落的效果，??該團(tuán)隊(duì)屬于加州伯克利分校。??■■■■■??圖１－３加州伯克利分校直升機(jī)降落??葡萄牙Ｍｏｒａｉｓ?Ｆ等人針對(duì)海上無(wú)人機(jī)移動(dòng)降落系統(tǒng)⑴進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。通??過(guò)機(jī)載ＲＧＢ攝像頭對(duì)船艦上的標(biāo)志進(jìn)行跟蹤，使用ＫＦ和ＥＰｎＰ的方法對(duì)無(wú)人機(jī)??和船艦上的引導(dǎo)標(biāo)志的相對(duì)位置和姿態(tài)估計(jì)進(jìn)行計(jì)算，采用光流算法得到飛行速??度，完成最終的著陸過(guò)程。??在旋翼無(wú)人機(jī)定位方面，在?２０１２?年，Ｒｏｂｅｒｔ?Ｍａｈｏｎｙ，Ｖｉｊａｙ?Ｋｕｍａｒ，?ａｎｄ?Ｐｅｔｅｒ??ＣｏｒｋｅＷ等人提出了－種旋翼無(wú)人機(jī)室內(nèi)的定位的方案，基于光學(xué)感知與實(shí)時(shí)捕捉，??實(shí)時(shí)獲取對(duì)旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行空間定位，在無(wú)人機(jī)上設(shè)置紅外感應(yīng)點(diǎn)，基于多目測(cè)量??的方式，計(jì)算旋翼無(wú)人機(jī)在識(shí)別空間的三維坐標(biāo)信息，此方案定位精度很高，是一??款性能優(yōu)異的室內(nèi)旋翼無(wú)人機(jī)定位系統(tǒng)，如圖】－４。??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3300030