本文關(guān)鍵詞：錐套圖像檢測識別與飛行演示驗證研究

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【摘要】：空中加油是解決航空器飛行航時短的有效手段,號稱“空中力量倍增器”,歷來受到航空發(fā)達(dá)國家的高度重視。目前,我國的空中加油往往依靠受油機(jī)飛行員的經(jīng)驗來感知受油插頭與前方錐套之間的相對位置進(jìn)行對接,操作難度大,危險系數(shù)高。因此,亟需研發(fā)一套空中加油輔助指引系統(tǒng)。論文圍繞如何利用圖像技術(shù)對錐套目標(biāo)的檢測與識別進(jìn)行研究;并在此基礎(chǔ)上展開基于小型旋翼機(jī)的自主空中加油飛行演示驗證研究。首先,研究了空中加油錐套圖像目標(biāo)檢測方法。通過對原始圖像進(jìn)行標(biāo)定矯正、閾值分割及形態(tài)學(xué)濾波等預(yù)處理操作后,利用最小二乘Hough變換法(Hough-LS)進(jìn)行錐套目標(biāo)區(qū)域快速檢測,實現(xiàn)了錐套內(nèi)部加油口的精確定位。其次,研究了錐套圖像目標(biāo)模式識別方法。利用Gabor濾波器提取錐套目標(biāo)特征向量,并基于主成分分析(PCA)方法對提取的高維Gabor特征向量進(jìn)行降維。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了用于錐套圖像特征識別的Fisher線性分類器,并對其有效性進(jìn)行了測試。再次,設(shè)計了基于小型旋翼機(jī)的空中加油演示驗證系統(tǒng)方案。通過分析空中加油系統(tǒng)的要求,設(shè)計了演示驗證系統(tǒng)硬件平臺結(jié)構(gòu);并結(jié)合空中加油實際情況,針對系統(tǒng)整體、通信鏈路及視覺導(dǎo)航階段分段飛行三個關(guān)鍵問題,提出了解決方案。最后,搭建了空中加油演示驗證實驗平臺,并開展了動態(tài)飛行條件下目標(biāo)檢測、四旋翼飛行器自動飛行對接等實驗測試工作。實驗結(jié)果表明,本文研究的算法正確可行,能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)飛行條件下錐套目標(biāo)的有效檢測與可靠定位。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V217;TP391.41

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本文編號：1244935