本文關(guān)鍵詞：一款用于森林防火的小型無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著全球氣候變暖和人類活動(dòng)增多,森林火災(zāi)趨于頻繁,危險(xiǎn)性不斷增大,難控性逐漸增強(qiáng)。為盡早監(jiān)測(cè)到森林火災(zāi)的發(fā)生以減小損失,本文設(shè)計(jì)了一款可用于森林防火的小型無(wú)人機(jī)。本文首先分析了用于森林防火的小型無(wú)人機(jī)的類型、特點(diǎn)及適用范圍,并根據(jù)森林防火任務(wù)需求給出了無(wú)人機(jī)選型依據(jù)。針對(duì)用于森林防火的固定翼小型無(wú)人機(jī)進(jìn)行了總體參數(shù)設(shè)計(jì),利用CST方法編寫程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)翼型的參數(shù)化,并結(jié)合多島遺傳算法和序列二次規(guī)劃法進(jìn)行翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)以獲取最大升阻比,建立全機(jī)三維模型并作全機(jī)氣動(dòng)特性分析,最后規(guī)劃了森林防火無(wú)人機(jī)的作業(yè)流程。用于森林防火的小型無(wú)人機(jī)最重要的任務(wù)載荷是視頻圖像采集裝置,本文論述了可見(jiàn)光和熱成像視頻圖像采集裝置及其原理,并基于佳能EOS 100D攝像機(jī)設(shè)計(jì)了三自由度穩(wěn)定云臺(tái)。建立了云臺(tái)三維模型和云臺(tái)坐標(biāo)系,并推導(dǎo)坐標(biāo)系變換矩陣,設(shè)計(jì)了云臺(tái)PID控制律,并利用Simulink進(jìn)行仿真。階躍響應(yīng)和正弦跟蹤結(jié)果顯示,云臺(tái)具有較好的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)能力。林火檢測(cè)方法是將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于森林防火技術(shù)研究的重要內(nèi)容。本文基于無(wú)人機(jī)采集的可見(jiàn)光森林視頻圖像,設(shè)計(jì)了基于圖像檢索的林火檢測(cè)方法和基于圖像運(yùn)動(dòng)前景提取和顏色模型的多級(jí)林火檢測(cè)方法,獲得了較高的檢測(cè)準(zhǔn)確度和檢測(cè)速度。作為補(bǔ)充,設(shè)計(jì)了基于熱成像視頻圖像和灰度閾值的林火檢測(cè)方法,獲得了較好的檢測(cè)效果。本文可用于森林防火的小型無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)可為相關(guān)研究和實(shí)際應(yīng)用提供參考。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人機(jī) 總體設(shè)計(jì) 氣動(dòng)特性 穩(wěn)定云臺(tái) 林火檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 引言12-13
• 1.2 小型無(wú)人機(jī)研究進(jìn)展13-18
• 1.2.1 固定翼小型無(wú)人機(jī)研究進(jìn)展13-15
• 1.2.2 多旋翼小型無(wú)人機(jī)研究進(jìn)展15-18
• 1.3 森林防火技術(shù)研究進(jìn)展18-19
• 1.4 本文研究目的和內(nèi)容安排19-21
• 第二章 可用于森林防火的小型無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)21-38
• 2.1 森林防火無(wú)人機(jī)的類型選擇21-22
• 2.1.1 固定翼小型無(wú)人機(jī)21
• 2.1.2 多旋翼小型無(wú)人機(jī)21-22
• 2.2 固定翼小型無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)方案22-36
• 2.2.1 設(shè)計(jì)要求22
• 2.2.2 主要參數(shù)估算22-24
• 2.2.3 重量估算24-25
• 2.2.4 機(jī)翼翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)25-31
• 2.2.5 尾翼設(shè)計(jì)31-32
• 2.2.6 三維CAD模型建立32-33
• 2.2.7 全機(jī)氣動(dòng)特性分析33-36
• 2.2.8 發(fā)射及回收方案36
• 2.3 森林防火小型無(wú)人機(jī)的作業(yè)流程36-37
• 2.4 小結(jié)37-38
• 第三章 森林防火小型無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷設(shè)計(jì)38-50
• 3.1 無(wú)人機(jī)圖像采集裝置38-39
• 3.1.1 可見(jiàn)光圖像采集38-39
• 3.1.2 熱成像圖像采集39
• 3.2 無(wú)人機(jī)三自由度穩(wěn)定云臺(tái)設(shè)計(jì)39-49
• 3.2.1 穩(wěn)定云臺(tái)三維模型建立及結(jié)構(gòu)分析40-41
• 3.2.2 云臺(tái)坐標(biāo)系建立及坐標(biāo)變換矩陣推導(dǎo)41-42
• 3.2.3 基于PID方法的云臺(tái)控制律設(shè)計(jì)與仿真42-49
• 3.3 小結(jié)49-50
• 第四章 基于機(jī)采森林視頻圖像的林火檢測(cè)方法50-68
• 4.1 機(jī)采圖像處理基礎(chǔ)50-52
• 4.1.1 圖像存儲(chǔ)50-51
• 4.1.2 顏色空間51-52
• 4.2 基于機(jī)采可見(jiàn)光視頻圖像的林火檢測(cè)方法52-65
• 4.2.1 基于圖像檢索的林火檢測(cè)方法53-59
• 4.2.2 基于圖像運(yùn)動(dòng)前景提取和顏色模型的林火檢測(cè)方法59-65
• 4.3 基于機(jī)采熱成像視頻圖像和灰度閾值的林火檢測(cè)方法65-67
• 4.4 小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)和展望68-70
• 5.1 工作總結(jié)68-69
• 5.2 后續(xù)研究展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 致謝72-73
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

【相似文獻(xiàn)】

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