本文研究了基于智能小車與無人機的空地協(xié)同系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用。地面機器人能夠準確到達目的地點執(zhí)行任務(wù),但對環(huán)境感知有很大的局限性,而無人機具有廣闊視野的優(yōu)勢。鑒于此,提出可以將兩者優(yōu)勢強強聯(lián)合的空地協(xié)同系統(tǒng)。無人機利用高空視野輔助地面機器人構(gòu)建全局環(huán)境模型并提供導(dǎo)航信息,使空地機器人功能相輔相成從而提高任務(wù)的完成度。本設(shè)計選用地面智能小車和無人機構(gòu)建空地協(xié)同系統(tǒng),主要研究內(nèi)容如下:（1）目標識別。在無人機對地檢測過程中,針對不同的被識別目標,提出適用于不同目標的識別方法。針對以黑色邊框為界的地面模型提出基于角點檢測的目標區(qū)域提取方法;根據(jù)障礙物和目標地點所具有的特征,分別提出基于顏色提取的輪廓檢測目標識別定位方法和基于圖像分割的輪廓檢測障礙物識別定位方法。（2）路徑規(guī)劃算法研究。在路徑規(guī)劃研究中,由于基于圖像處理的目標識別定位方法輸出的均為坐標信息。因此提出圖論算法的概念,并對圖論算法進行了研究。之后對以圖論算法為理論基礎(chǔ)的兩種路徑規(guī)劃算法進行了比較,最終選取了 Dijkstra算法進行路徑規(guī)劃并成功輸出導(dǎo)航信息。（3）空地系統(tǒng)通信。在智能小車與無人機的通信實現(xiàn)上,通過對幾種無線通信... 

【文章來源】：寧夏大學(xué)寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１本文內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)框圖??

第二章空地機器人協(xié)同系統(tǒng)與地面模型設(shè)計??夢參??圖２－３飛控板選擇?圖２－４飛行姿態(tài)選擇?圖２－５開發(fā)板的選擇??最終，通過合理設(shè)計使得無人機能夠符合空地協(xié)同系統(tǒng)應(yīng)用的要求。搭載完成的無人機如圖??２－６所示�？刂菩盘枌o人機系統(tǒng)各組成部分的控制流程如圖２－７所示。??藝＜??圖２－６四旋翼無人機???？臟她里器——？飛行丨鍘板?？電機模塊——？懿控制?一？??戎Ｓ高度??度?／＾＼?實際晷誶高度????氣壓計微？???圖２－７控制信號流程??２．?２．?２地面機器人（ＵＧＶ）結(jié)構(gòu)設(shè)計??本系統(tǒng)是多智能體協(xié)作的救援系統(tǒng)，涉及到救援必然會面臨復(fù)雜的地形問題，智能小車幾乎??可以適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境，還能輕松跨越障礙，所以此次系統(tǒng)設(shè)計選取智能小車作為地面機器人??來完成地面的救援協(xié)助工作。??本系統(tǒng)中的智能小車采用三輪底盤布置，裝有兩個可差速旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪以及？個靈活的可??３６０°任意旋轉(zhuǎn)的萬向輪，小車的轉(zhuǎn)向可通過兩個驅(qū)動輪同時差速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)，三輪設(shè)置使小車行??駛平穩(wěn)且靈活；并配備一個方向傳感器，以保持在移動模式下的準確行駛；利用Ｗｉ－ｆｉ為數(shù)據(jù)傳??輸信道，利用其上配載的Ｗｉ－Ｆｉ通信模塊可與無人機進行實時通信；裝配一個ＷＥＢＣＡＭ實時回??傳目標現(xiàn)場的視頻信息至監(jiān)控終端；由超聲波傳感器和紅外傳感器的結(jié)合使用構(gòu)成了地面機器人??的防撞預(yù)警裝置。這些配置使智能小車能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能且行動靈活機動。??－１０－??

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【參考文獻】：
期刊論文
[1]民航空地數(shù)據(jù)鏈AOC數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)技術(shù)要點分析[J]. 蔡道黌.  信息通信. 2014(05)
[2]空地協(xié)同交通狀態(tài)感知與應(yīng)急指揮系統(tǒng)構(gòu)建[J]. 張欲曉,王云鵬,唐文忠,李宏剛.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[3]空地協(xié)同搜索排查新模式——空中機器人輔助救援隊蘆山救援模式分析[J]. 王念法,齊俊桐.  中國應(yīng)急救援. 2013(04)
[4]基于ARM7飛控系統(tǒng)多傳感器數(shù)據(jù)融合方法及實現(xiàn)[J]. 孫豫川,裴海龍,吳毅彬.  計算機測量與控制. 2013(01)
[5]網(wǎng)絡(luò)攝像頭視頻數(shù)據(jù)的抓取、存儲與檢索[J]. 李賀男.  計算機光盤軟件與應(yīng)用. 2012(23)
[6]空地機器人協(xié)作導(dǎo)航方法與實驗研究[J]. 谷豐,王爭,宋琦,陳盛福,何玉慶,韓建達.  中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報. 2012(05)
[7]無人機通信信道模型研究[J]. 李冰,陳自力,邱金剛.  裝備環(huán)境工程. 2009(03)
[8]預(yù)警機支援下的空地協(xié)同目標定位研究[J]. 馬麗,張平定,劉飛.  電光與控制. 2009(02)
[9]移動機器人多傳感器測距系統(tǒng)研究與設(shè)計[J]. 梁毓明,徐立鴻.  計算機應(yīng)用. 2008(S1)
[10]數(shù)字電臺在水庫雨情遙測系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 王莉萍.  吉林水利. 2007(12)

碩士論文
[1]視感知下的空地協(xié)同路徑規(guī)劃算法研究[D]. 萬騰.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]空地協(xié)同下的全局路徑規(guī)劃方法[D]. 黃肖肖.山東理工大學(xué) 2016
[3]多空中機器人的相互感知與任務(wù)協(xié)同[D]. 靳雅博.中國民航大學(xué) 2015
[4]基于視覺的空地機器人協(xié)作方法研究[D]. 李丹.沈陽理工大學(xué) 2013



本文編號：2910129