本文關(guān)鍵詞：室外自主搜救飛行機器人的設(shè)計與實現(xiàn)　出處：《西南科技大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 搜救 飛行器 航跡規(guī)劃 紅外成像 人體檢測

【摘要】：近年來隨著戶外運動的興起,缺乏戶外常識的游客迷失野外的事件時有發(fā)生。在應(yīng)對野外搜尋及搜救任務(wù)方面,我國現(xiàn)有的野外搜救多以地面式人力搜索或通用航空人眼觀察等方式進行,在野外復雜環(huán)境中搜救效果往往不明顯,尤其在夜晚搜救過程中更是受到了較大的限制。本文主要針對野外搜救問題設(shè)計制作了一種具有自主搜救功能的飛行機器人(Autonomous Searching Aircraft,ASA)。該飛行機器人采用捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)對飛行器姿態(tài)進行解算,并融合GPS、氣壓計以及慣導數(shù)據(jù)對ASA的位置進行估計,最后通過串級PID控制算法實現(xiàn)對飛行器姿態(tài)及位置的控制。同時,該搜救飛行機器人能夠根據(jù)地面站對其設(shè)定的搜救區(qū)域進行自主航跡規(guī)劃,從而實現(xiàn)自主、高效的空中搜救任務(wù)。自主搜救飛行機器人通過機載的無人機專用紅外熱像儀FLIR TAU2對搜救區(qū)域進行圖像采集,并將拍攝的紅外圖像傳輸給機載的高性能嵌入式處理器ODROID-XU4進行實時處理,實現(xiàn)對紅外圖像中人體目標的實時檢測,將檢測到的人體目標的地理位置發(fā)送給地面站,以便搜救人員能夠及時高效地完成救援任務(wù)。在紅外人體目標檢測方面,采用HOG(Histogram of Oriented Gradient,方向梯度直方圖)對紅外目標進行特征描述,并通過線性SVM(Support Vector Machine,支持向量機)分類器對HOG特征分類檢測。同時,本文采用自建訓練集對SVM進行了訓練以滿足ASA對紅外人體目標檢測的需求。實驗表明,本文所設(shè)計的算法流程結(jié)構(gòu)簡單、有效性強,所設(shè)計的ASA能夠?qū)崿F(xiàn)對野外人員的自主搜救任務(wù)。
[Abstract]:In recent years, with the rise of outdoor sports, lack of knowledge of the outdoor tourists lost in the wilderness, when the incident occurred. In response to the search and rescue mission field, field rescue in our country existing to more general aviation ground manpower search or eye observation, and the effect is often not obvious in the complex environment, especially in the night search and rescue process is restricted. This article mainly aims at the problem of field rescue in the design of a flying robot with independent search function (Autonomous Searching Aircraft, ASA). The flying robot using strapdown inertial navigation system on vehicle attitude is solved, and the fusion of GPS and inertial position, pressure gauge the data of the ASA estimation, finally through the cascade PID control algorithm to control the aircraft attitude and position. At the same time, the search and rescue robot can fly According to the ground station for autonomous path planning of the search and rescue region set, so as to realize autonomous aerial search and rescue mission. The rescue robot autonomous flight, image acquisition of UAV airborne search and rescue region by special infrared thermal imager FLIR TAU2, and the transmission of infrared image taken for airborne high performance embedded real-time ODROID-XU4 processor processing, to achieve real-time detection of human targets in infrared image, geographical location to send a human target will be detected to the ground station, in order to search and rescue personnel to complete the rescue mission timely and efficiently. In the infrared human target detection, using HOG (Histogram of Oriented Gradient, the direction of the gradient histogram) for feature description of infrared target. According to the linear SVM (Support Vector Machine, a support vector machine classifier) detection of HOG feature classification. At the same time, this paper uses self The training set is trained for SVM to meet the needs of ASA for infrared human body detection. Experiments show that the algorithm is simple and effective, and the designed ASA can achieve autonomous search and rescue tasks for field personnel.

【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TP242

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