隨著四旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展,如何在GPS信號(hào)不可靠情況下仍能準(zhǔn)確定位是無(wú)人機(jī)技術(shù)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。通過(guò)視覺(jué)傳感器對(duì)環(huán)境感知進(jìn)行定位憑借其系統(tǒng)成本低,體積小的特點(diǎn)逐漸成為室內(nèi)環(huán)境下無(wú)人機(jī)精確定位的首選方案。光流是一種估計(jì)像素隨時(shí)間在圖像序列中位移計(jì)算方法,該算法能夠有效的捕捉無(wú)人機(jī)位移偏差,這對(duì)GPS信號(hào)丟失或不足環(huán)境,如:室內(nèi)、巖洞等場(chǎng)景,無(wú)人機(jī)穩(wěn)定飛行至關(guān)重要。本文研究重點(diǎn)是基于光流的室內(nèi)無(wú)人機(jī)定位算法研究,其主要內(nèi)容如下:首先,簡(jiǎn)要介紹了光流的基礎(chǔ)知識(shí),包括光流模型建立約束條件以及光流法使用局限性等。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步闡述了稀疏光流和稠密光流各自經(jīng)典模型建立的基本條件,求解方法和局限性。除此之外還對(duì)傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)光流模塊中使用的塊匹配光流模型進(jìn)行研究,包括其建立時(shí)用到的匹配準(zhǔn)則和搜索方法。其次,針對(duì)室內(nèi)無(wú)人機(jī)視覺(jué)定位過(guò)程中存在小幅度鐘擺運(yùn)動(dòng)和特征點(diǎn)魯棒性不強(qiáng)問(wèn)題,這些問(wèn)題會(huì)造成光流估計(jì)不準(zhǔn)確。本文提出了一種基于改進(jìn)前后向誤差補(bǔ)償金字塔LK光流算法,利用該算法對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行跟蹤。進(jìn)一步,基于雙向可逆約束思想,提出了構(gòu)造新的目標(biāo)函數(shù)更新光流估計(jì)偏移量,并通過(guò)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)對(duì)該算法性能進(jìn)行了驗(yàn)... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

軍用無(wú)人機(jī)

就對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生了巨大的影響，Phantom 系列無(wú)人機(jī)迅速成為世界上銷(xiāo)量最大的消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)，隨著大疆在航拍無(wú)人機(jī)領(lǐng)域取得成功，大量資本和創(chuàng)業(yè)公司紛紛進(jìn)入消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)，但是迄今為止還沒(méi)有一家公司能與大疆抗衡，圖1.2為大疆的精靈(Phantom)系列和御(Mavic)系列無(wú)人機(jī)。四旋翼除了在航拍領(lǐng)域取得的成功，近幾年四旋翼無(wú)人機(jī)在表演、救災(zāi)、勘測(cè)和植保等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用，近幾年，無(wú)人機(jī)集群表演屢次成為民眾的熱門(mén)話題，其數(shù)量多，同時(shí)配合燈光效果，不但在視覺(jué)感受上有很強(qiáng)的沖擊力，還可以很好的起到宣傳作用。救災(zāi)勘測(cè)植保等領(lǐng)域也是近幾年多旋翼無(wú)人機(jī)重要發(fā)展方向。(a)Phantom 系列 (b)Mavic 系列圖 1.2 大疆消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)精靈和御系列多數(shù)場(chǎng)景中，無(wú)人機(jī)作業(yè)使用 INS/GPS 定位導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行位置姿態(tài)解算，一但出現(xiàn) GPS 信號(hào)丟失或者 GPS 信號(hào)不強(qiáng)的情況，例如在室內(nèi)、偏遠(yuǎn)地區(qū)或者一些密閉環(huán)境中，無(wú)人機(jī)則無(wú)法穩(wěn)定飛行。因?yàn)槿藗兇蟛糠謺r(shí)間都是在室內(nèi)度過(guò)，所以希望無(wú)人機(jī)能夠完成一些室內(nèi)工作來(lái)方便生活

中三維運(yùn)動(dòng)在成像平面上的效果。運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)其實(shí)就是變換主要通過(guò)像素強(qiáng)度變化來(lái)對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行定量分析、旋轉(zhuǎn)以及其他復(fù)雜的幾何變換參數(shù)。針對(duì)圖像中運(yùn)動(dòng)很多有效辦法，比如通過(guò)相鄰幀之間運(yùn)動(dòng)參數(shù)的線搜索采用相位相關(guān)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法等。本文主要利用光估計(jì)。取圖像視頻中運(yùn)動(dòng)信息的重要方法，光流的概念最早是光流可以理解為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí)，圖像原本位置亮度會(huì)隨之化估計(jì)出圖像中物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度[4]，利用該速度信法可用于估計(jì)圖像中目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息。根據(jù)光流的概念可每個(gè)像素瞬時(shí)速度矢量的集合[5]，其中圖像速度是由三。光流場(chǎng)不但包含了空間中目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，也包含目標(biāo)過(guò)光流法計(jì)算相機(jī)采集的圖像序列，根據(jù)得到的光流場(chǎng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[9]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的移動(dòng)機(jī)器人定位與控制[D]. 許坤.南京航空航天大學(xué) 2016
[10]室內(nèi)環(huán)境下四旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)研究[D]. 王洪林.南京航空航天大學(xué) 2016



本文編號(hào)：2910430