無人機技術的飛速發(fā)展,使得各行各業(yè)對于無人機的自主飛行技術提出了更多的要求,未來無人機的飛行智能化水平也將逐步得到提高。在一些特定的領域,例如洋流勘測、考古探測、地質(zhì)斟探等,無人機總能在關鍵時刻起到人類所無法替代的作用。計算機視覺技術不斷發(fā)展,近些年的深度學習在計算機視覺方面更是發(fā)展迅猛,同時伴隨硬件的推出,使得在邊緣端處理密集型數(shù)據(jù)計算任務成為趨勢。因此在無人機上搭載嵌入式GPU平臺TX2,使用計算機視覺的技術,利用深度學習的方法進行目標檢測的識別和視覺定位,開發(fā)出一種無人機目標檢測及視覺定位的系統(tǒng),其不僅有實際的工程價值,更具有重要的社會意義。本文旨在設計和實現(xiàn)一個基于ROS無人機的目標檢測及視覺定位的通用系統(tǒng),其通過利用大疆的行業(yè)應用機M210配備機載相機Zenmuse X5S,搭載英偉達的嵌入式GPU平臺TX2核心板套件作為硬件平臺,TX2上裝配英偉達專屬JetPack4.1包,并搭建ROS機器人操作系統(tǒng)的工作空間。以ROS為基礎的工作空間上,開發(fā)實現(xiàn)的無人機場景應用的所需功能。本文的主要工作包括以下幾個方面:首先基于TX2平臺搭建ROS環(huán)境工作空間,將DJI Onboard ... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２基于ＲＯＳ的移動機器人協(xié)作控制??國家信息無障礙工程研發(fā)中心對于輪椅室內(nèi)導航的研宄也是基于Ｒ０Ｓ平臺??

?山東大學碩士學位論文???一臺可編程機器人于１９５６年誕生，科技的發(fā)展使得機器人的演變?nèi)招略庐�，�??直到如今的第三代高級智能機器人。新一代智能機器人正在朝著自治，學習，交??互，適應性和協(xié)作的方向發(fā)展［６，７］。智能機器人軟件系統(tǒng)的作用至關重要［８］，其中??ＲＯＳ［９］占有重要地位［１０，】”。??斯坦福大學的研發(fā)人員于２００７年發(fā)現(xiàn)運行著ＲＯＳ系統(tǒng)的ＰＲ２機器人的性??能與之前相比得到了大幅提升［１２］，ＲＯＳ便起源于此，同時研發(fā)人員還建立了?ＲＯＳ??社區(qū)以促進其功能的不斷改進。??二—ｒ?－—??圖１－１運行ＲＯＳ系統(tǒng)機器人的ＰＲ２機器人??目前，全球從事ＲＯＳ研究的科研機構己經(jīng)超過５０家。史蒂夫考辛斯于２０１４??年發(fā)表了一篇論文，論文闡述了?ＲＯＳ系統(tǒng)分布式架構的特點，并講解了如何構??建復雜的機器人系統(tǒng)。根據(jù)其想法，人們可以設計一種商用醫(yī)療機器人，這種機??器人具有遠程操作的功能，可以幫助重度殘疾患者實現(xiàn)戶外運動的夢想［１３］。??如圖１－２所示，為解決多機器人協(xié)作與控制問題，科英布拉大學研究團隊基??于ＲＯＳ網(wǎng)絡提出了一種精準靈活的控制算法。其具體研究內(nèi)容包括優(yōu)化中心協(xié)??作控制算法、建立交互節(jié)點、感知環(huán)境信息等，實驗結果也證明了?ＲＯＳ網(wǎng)絡在??處理多機器人協(xié)作與控制問題上有著更加高效的性能［１４】。??ｍｍ??圖１－２基于ＲＯＳ的移動機器人協(xié)作控制??國家信息無障礙工程研發(fā)中心對于輪椅室內(nèi)導航的研宄也是基于Ｒ０Ｓ平臺??進行的，另外他們還開發(fā)了基于Ｒ０Ｓ平臺的自主語音導航系統(tǒng)，這對于導航路??２??

?山東大學碩士學位論文???第２章系統(tǒng)需求分析與方案設計??本章首先闡述場景需求，分析本文系統(tǒng)下的需求任務。然后基于無人機的應??用場景進行系統(tǒng)方案設計，最后介紹本文針對無人機場景下和移動端的通信協(xié)議??設計。??２．１無人機目標檢測及視覺定位系統(tǒng)需求分析??無人機應用場景主要包括三個方面，一個是對目標物體的實時檢測，另一個??是利用視覺對無人機本身的空間位置定位，最后需要將目標檢測和視覺定位的結??果發(fā)送到移動端，結果將用以后續(xù)的使用和云存儲。??（１）目標檢測。在很多特點場景下，人無法到達或者人工搜尋成本過高，效??率也很低。所以在農(nóng)業(yè)，建筑，公共安全和安全等領域，急需使用無人機對目標??物體進行快速有效的尋找定位，實時獲取結果。??…Ｔｉｄ??圖２－１無人機視角目標檢測??（２）視覺定位。當前無人機的使用都依靠飛手的手動方式進行起飛、控制和??降落，不同環(huán)境和不同飛手都存在著巨大的安全隱患。如果無人機可以實現(xiàn)精準??的空間位置定位，無人機將完全可以實現(xiàn)自主起飛、巡航和降落，不僅大大提高??了安全性，更解放了人工飛手。??７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于雙目技術的無人機自主三維定位方法研究[J]. 余莎莎,黃浩,劉泱杰,胡永明,顧豪爽.  計算機測量與控制. 2018(09)
[2]無人機的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 姚思浩.  電子制作. 2018(01)
[3]基于前后雙攝像頭的魯棒視覺里程計算法[J]. 施嘯天,張宇,方舟.  計算機工程與科學. 2017(10)
[4]基于動態(tài)模板匹配的運動目標識別[J]. 田軍委,牛秀娟,趙彥飛.  機械與電子. 2017(01)
[5]基于改進高斯混合模型的自適應前景提取[J]. 趙亞欣,蔡華杰,趙懷勛,謝躍輝.  計算機應用與軟件. 2016(11)
[6]多旋翼無人機研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探討[J]. 代君,管宇峰,任淑紅.  赤峰學院學報(自然科學版). 2016(16)
[7]基于ROS平臺的六自由度機械臂運動規(guī)劃[J]. 孟韶南,梁雁冰,師恒.  上海交通大學學報. 2016(S1)
[8]基于改進的幀間差分運動目標提取算法[J]. 趙婷,鄭紫微.  無線通信技術. 2016(02)
[9]基于改進背景差分法的運動物體檢測的研究[J]. 沈劍雷,夏定純.  通信電源技術. 2016(02)
[10]基于ROS的空間機器人人機交互系統(tǒng)設計[J]. 左軒塵,韓亮亮,莊杰,石琪琦,黃煒.  計算機工程與設計. 2015(12)

博士論文
[1]基于無源信標的移動機器人室內(nèi)定位技術研究[D]. 李月華.浙江大學 2018

碩士論文
[1]基于前后相機視覺信息融合的移動機器人局部定位算法[D]. 馮振.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[2]基于嵌入式異構GPU平臺的實時目標檢測系統(tǒng)設計[D]. 柳佳園.山東大學 2019
[3]基于ROS的手部運動功能評測及康復訓練系統(tǒng)設計[D]. 宋奇.鄭州大學 2019
[4]基于TX2的手扶電梯智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 吳啟超.華南理工大學 2019



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