近年來小型旋翼飛行器發(fā)展迅速,憑借其控制精度與體積優(yōu)勢,旋翼無人機(jī)在室內(nèi)環(huán)境下的應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢,而傳統(tǒng)的導(dǎo)航方法在室內(nèi)空間環(huán)境下容易受到限制,無法滿足無人機(jī)的導(dǎo)航要求。因此,本課題在調(diào)研現(xiàn)有室內(nèi)無人機(jī)導(dǎo)航方法的基礎(chǔ)上,提出了一種基于雙目視覺的導(dǎo)航算法,并融合慣性導(dǎo)航輸出信息,對視覺導(dǎo)航的姿態(tài)輸出結(jié)果進(jìn)行修正。并在上述基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種快速立體匹配算法,將其應(yīng)用于無人機(jī)的障礙物檢測與路徑規(guī)劃。本文主要工作內(nèi)容包含:1.提出了一種基于雙目視覺的室內(nèi)導(dǎo)航算法。通過對SIFT（Scale-invariant feature transform）與ORB（oriented FAST and rotated BRIEF）算法的分析與研究,確定了視覺導(dǎo)航的特征點(diǎn)提取算法,并根據(jù)圖像特征點(diǎn)之間的聯(lián)系,還原載體的運(yùn)動(dòng)信息,解算出無人機(jī)的位置與姿態(tài)變化。同時(shí)通過關(guān)鍵幀方法對視覺導(dǎo)航中出現(xiàn)的累積誤差進(jìn)行補(bǔ)償。2.提出了一種慣導(dǎo)輔助的視覺導(dǎo)航算法,提高導(dǎo)航算法中姿態(tài)輸出解算精度。通過卡爾曼濾波器將慣性導(dǎo)航信息與視覺導(dǎo)航信息進(jìn)行融合,并根據(jù)慣性測量元件測量數(shù)據(jù)判斷無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)模式,自適應(yīng)調(diào)整卡爾曼濾波器中... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

美國“天空者”海上無人機(jī)小型無人旋翼飛行器作為具有垂直起降、懸停穩(wěn)定、操控靈敏的優(yōu)勢的飛行器，被

隨著電子技術(shù)與制造技術(shù)的發(fā)展成為一種具有高機(jī)動(dòng)性的多功能飛行塊，自主完成任務(wù)。憑借自身的優(yōu)勢要內(nèi)容。在 21 世紀(jì)初，美國就把對點(diǎn)[1]。圖 1-1 為美國軍事無人機(jī)。圖 1-1 美國“天空者”海上無人機(jī)作為具有垂直起降、懸停穩(wěn)定、操控：災(zāi)區(qū)搜救、反恐偵察、森林消防、靈 4 旋翼無人機(jī)。

圖 1-3 英國 vicon 公司的 6D 運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)定在無人機(jī)上的相機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)信息解算的視覺導(dǎo)航方據(jù)相機(jī)數(shù)目的不同，分為單目視覺導(dǎo)航，雙目視覺導(dǎo)航視覺導(dǎo)航方法，浙江大學(xué)的王興國等人則在無人飛行器面進(jìn)行了研究[18]。西班牙的 Universidad de Zaragoza 設(shè)像，通過采集圖像與真實(shí)世界坐標(biāo)系下坐標(biāo)之間的仿射。由于其出色的運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)果與廣泛的適用性，該研究器人技術(shù)最佳論文獎(jiǎng)[19]。但是單目視覺導(dǎo)航方法無法直息，還需要其他導(dǎo)航方法進(jìn)行輔助[20-24]。雙目視覺導(dǎo)航夠直接獲取到相機(jī)場景中的深度信息，相比與單目相機(jī)目相機(jī)尺度缺失的問題。美國加州大學(xué)伯克利分校則通圖像的深度信息，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的室內(nèi)導(dǎo)航功能[25]。在國方式進(jìn)行研究的同時(shí)，電子科技大的蘇東等人也在雙目

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]面向室內(nèi)行人的Range-only UWB/INS緊組合導(dǎo)航方法[J]. 徐元,陳熙源.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(09)
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博士論文
[1]基于智能優(yōu)化與RRT算法的無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃方法研究[D]. 李猛.南京航空航天大學(xué) 2012

碩士論文
[1]自主移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的RRT算法研究[D]. 馮楠.大連理工大學(xué) 2014
[2]基于雙目視覺的小型無人飛行器的導(dǎo)航與避障[D]. 蘇東.電子科技大學(xué) 2014
[3]基于視覺信息的無人飛行器自主著陸導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王興國.浙江大學(xué) 2007
[4]超聲導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 孫明明.浙江大學(xué) 2005



本文編號：3056464