隨著旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用范圍的增大,市場(chǎng)對(duì)無(wú)人機(jī)自主飛行能力的要求也進(jìn)一步提高。本文以四旋翼無(wú)人機(jī)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以提高無(wú)人機(jī)自主飛行能力為目標(biāo),圍繞視覺(jué)導(dǎo)引跟蹤與自主著降,設(shè)計(jì)了一套基于視覺(jué)的四旋翼無(wú)人機(jī)目標(biāo)跟蹤及自主著降控制系統(tǒng)。首先,研究分析四旋翼無(wú)人機(jī)的數(shù)學(xué)模型、飛行原理及控制系統(tǒng),確定視覺(jué)導(dǎo)引控制器的設(shè)計(jì)思路;在明確系統(tǒng)的功能及非功能需求的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),并以模塊化的思想完成了系統(tǒng)硬件平臺(tái)各模塊的設(shè)計(jì)與選型。其次,結(jié)合目標(biāo)標(biāo)志的特征信息,重點(diǎn)研究了基于特定目標(biāo)的自主識(shí)別策略與視覺(jué)跟蹤算法;針對(duì)視覺(jué)跟蹤算法在相似顏色干擾及目標(biāo)被遮擋的情況下,不能穩(wěn)定地提供準(zhǔn)確的視覺(jué)導(dǎo)引信號(hào)的問(wèn)題,提出了相應(yīng)的優(yōu)化方法;在系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn),完成了目標(biāo)特征標(biāo)志自主識(shí)別與跟蹤的軟件開(kāi)發(fā),并在實(shí)際環(huán)境下完成了軟件功能的測(cè)試。然后,設(shè)計(jì)了視覺(jué)導(dǎo)航模塊與四旋翼無(wú)人機(jī)之間的通訊軟件;在建立系統(tǒng)通訊的基礎(chǔ)上,提出了視覺(jué)導(dǎo)引信號(hào)的解算方法及無(wú)人機(jī)自主著降策略;研究飛控程序,并完成了無(wú)人機(jī)視覺(jué)跟蹤飛行模式及自主著降模式的軟件設(shè)計(jì);為進(jìn)一步提高無(wú)人機(jī)自主飛行的能力,在視覺(jué)跟蹤飛行模式中加入了一鍵式起... 

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 四旋翼無(wú)人機(jī)視覺(jué)導(dǎo)航與著降系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與硬件選型
    2.1 四旋翼無(wú)人機(jī)模型分析及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.1.1 四旋翼無(wú)人機(jī)模型分析
        2.1.2 四旋翼無(wú)人機(jī)飛行原理與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及硬件選型
        2.2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
        2.2.2 飛行控制器硬件選型
        2.2.3 視覺(jué)導(dǎo)航模塊硬件選型
        2.2.4 無(wú)線(xiàn)通信模塊及測(cè)距模塊硬件選型
        2.2.5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)硬件選型及電源設(shè)計(jì)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于視覺(jué)的特定目標(biāo)自主識(shí)別及跟蹤算法的研究與實(shí)現(xiàn)
    3.1 目標(biāo)特征標(biāo)志自主識(shí)別軟件設(shè)計(jì)
        3.1.1 攝像機(jī)成像模型
        3.1.2 圖像畸變校正
        3.1.3 圖像預(yù)處理
        3.1.4 閾值化
        3.1.5 形態(tài)學(xué)處理
        3.1.6 輪廓的檢測(cè)與篩選
    3.2 基于特定目標(biāo)的視覺(jué)跟蹤算法研究與實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 視覺(jué)跟蹤算法基本原理
        3.2.2 視覺(jué)跟蹤算法的優(yōu)化策略
    3.3 本章小結(jié)
第四章 四旋翼無(wú)人機(jī)視覺(jué)導(dǎo)引及自主著降策略設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 視覺(jué)導(dǎo)航模塊與飛行控制器通訊軟件設(shè)計(jì)
    4.2 四旋翼無(wú)人機(jī)視覺(jué)導(dǎo)引策略的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 視覺(jué)導(dǎo)引信號(hào)的解算
        4.2.2 四旋翼無(wú)人機(jī)視覺(jué)導(dǎo)引控制器設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)
    4.3 四旋翼無(wú)人機(jī)自主著降策略的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 自主著降策略設(shè)計(jì)
        4.3.2 自主著降模式軟件實(shí)現(xiàn)
    4.4 自主起飛功能軟件設(shè)計(jì)與基本飛行模式介紹
        4.4.1 自主起飛功能程序設(shè)計(jì)
        4.4.2 基本飛行模式介紹
    4.5 本章小結(jié)
第五章 四旋翼無(wú)人機(jī)目標(biāo)跟蹤與自主著降飛行驗(yàn)證及分析
    5.1 四旋翼無(wú)人機(jī)視覺(jué)跟蹤飛行實(shí)驗(yàn)及分析
        5.1.1 一鍵式起飛功能實(shí)驗(yàn)及分析
        5.1.2 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤飛行實(shí)驗(yàn)及分析
    5.2 四旋翼無(wú)人機(jī)自主著降飛行實(shí)驗(yàn)及分析
        5.2.1 在靜態(tài)目標(biāo)物上自主著降實(shí)驗(yàn)及分析
        5.2.2 在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物上自主著降實(shí)驗(yàn)及分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]一種有選擇的圖像灰度化方法[J]. 周金和,彭福堂.  計(jì)算機(jī)工程. 2006(20)
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博士論文
[1]基于視覺(jué)的微小型無(wú)人直升機(jī)位姿估計(jì)與目標(biāo)跟蹤研究[D]. 徐偉杰.浙江大學(xué) 2012
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碩士論文
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[2]基于視覺(jué)導(dǎo)航小型無(wú)人機(jī)自主著陸控制策略研究與應(yīng)用[D]. 劉剛.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)全局圖像處理的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)路徑規(guī)劃[D]. 王劍.燕山大學(xué) 2013
[4]圖像畸變校正系統(tǒng)及其工程應(yīng)用[D]. 劉賓武.鄭州大學(xué) 2013
[5]無(wú)人駕駛直升飛機(jī)自主著艦視覺(jué)導(dǎo)引關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 郭通情.電子科技大學(xué) 2013
[6]四旋翼無(wú)人直升機(jī)先進(jìn)飛行控制方法及實(shí)現(xiàn)研究[D]. 陳琦.南京航空航天大學(xué) 2013
[7]基于視覺(jué)的無(wú)人直升機(jī)著落導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 陳麗娟.南京航空航天大學(xué) 2013
[8]基于視覺(jué)的無(wú)人直升機(jī)地標(biāo)跟蹤及著陸研究[D]. 余程.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[9]基于OpenCV的廣角鏡頭畸變校正及圖像拼接算法研究[D]. 李美靜.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2012
[10]廣角攝像頭視頻圖像實(shí)時(shí)校正系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 湯旭濤.華東師范大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3663628