無人機行業(yè)在近些年迎來了很大的發(fā)展,逐漸應(yīng)用于多種行業(yè)場景,無人機系統(tǒng)行業(yè)正在向無人化運行方向發(fā)展,無人機自主降落是其中的關(guān)鍵一環(huán),目前自主降落有多種引導方式,而視覺定位引導是一種低成本、高精度的一種技術(shù)。本文針對自主降落的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。工作如下:首先,對自主降落系統(tǒng)進行了總體設(shè)計。機型采用四旋翼,Pixhawk飛控,采用32位MCU作為飛行控制器,確定了傳感器規(guī)格選型。視覺識別部分基于ROS操作系統(tǒng)設(shè)計,Apriltag算法作為核心識別程序,飛行控制部分基于FreeRTOS實時系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)無人機飛行高度與攝像頭視野的關(guān)系設(shè)計了識別標志和飛行控制策略。然后,通過測試Apriltag識別的性能,無人機降落控制需要較高的位置反饋和較高的視覺定位精度,高分辨率會帶來較高的計算壓力,在維持分辨率不變的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種窗口局部檢測和圖像切割的方法,對tag標志識別結(jié)果進行預(yù)測,預(yù)測算法基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),設(shè)計滑動窗口分割圖像,去除無用的圖像區(qū)域,加快tag的識別,提高了識別幀率。接著利用坐標預(yù)測數(shù)據(jù),對坐標進行插值處理,進一步提高識別的幀率。無人機飛行位置獲取方面,激光測距傳感器測距信... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１南加州大學直升機??２０１４年Ｗｅｉｗｅｉ?Ｋｏｎｇ等人提出了一種在地面架設(shè)攝像機云臺單元的方案，采??

山東大學碩士學位論文??視覺識別標志進行定位和跟蹤，實現(xiàn)了跟蹤移動平臺（使二者保持相對位置不變）??和自主著陸的功能，如圖１－２。??ｌｌＡｌｒ湯丨．以??丨?１?．．．?Ｉ?？?｜?．１??圖１－２移動平臺降落??Ｃｏｕｒｔｎｅｙ?Ｓ?ＳｈａｒｐＷ等人利用視覺的方法識別降落平臺，通過識別結(jié)果實現(xiàn)定??位，利用位置信息控制無人機降落，針對識別精度進行了研宄，提高了降落的效果，??該團隊屬于加州伯克利分校。??■■■■■??圖１－３加州伯克利分校直升機降落??葡萄牙Ｍｏｒａｉｓ?Ｆ等人針對海上無人機移動降落系統(tǒng)⑴進行了設(shè)計與研究。通??過機載ＲＧＢ攝像頭對船艦上的標志進行跟蹤，使用ＫＦ和ＥＰｎＰ的方法對無人機??和船艦上的引導標志的相對位置和姿態(tài)估計進行計算，采用光流算法得到飛行速??度，完成最終的著陸過程。??在旋翼無人機定位方面，在?２０１２?年，Ｒｏｂｅｒｔ?Ｍａｈｏｎｙ，Ｖｉｊａｙ?Ｋｕｍａｒ，?ａｎｄ?Ｐｅｔｅｒ??ＣｏｒｋｅＷ等人提出了－種旋翼無人機室內(nèi)的定位的方案，基于光學感知與實時捕捉，??實時獲取對旋翼無人機進行空間定位，在無人機上設(shè)置紅外感應(yīng)點，基于多目測量??的方式，計算旋翼無人機在識別空間的三維坐標信息，此方案定位精度很高，是一??款性能優(yōu)異的室內(nèi)旋翼無人機定位系統(tǒng)，如圖】－４。??３??

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【參考文獻】：
期刊論文
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[3]自抗擾技術(shù)在激光導引頭視軸穩(wěn)定中的應(yīng)用[J]. 羅國庫,董全林,孫美林,賈志軍,劉麗國.  航空兵器. 2019(02)
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[5]風擾條件下四旋翼無人機智能控制算法的設(shè)計與仿真[J]. 肖長詩,毛貽漢,元海文,文元橋.  計算機科學. 2018(05)
[6]四旋翼飛行器自抗擾姿態(tài)控制[J]. 劉敏,吉月輝,李俊芳,高強.  計算機仿真. 2016(03)
[7]自抗擾控制思想探究[J]. 高志強.  控制理論與應(yīng)用. 2013(12)
[8]RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在巖爆預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 張德永,王玉洲,張志豪.  土工基礎(chǔ). 2013(05)
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碩士論文
[1]基于雙目視覺的三維重建技術(shù)研究[D]. 楊順波.湖南工業(yè)大學 2019
[2]基于改進SIFT的目標實時跟蹤算法[D]. 胡躍.北京郵電大學 2019
[3]基于多傳感器融合的艦載無人機自動著艦技術(shù)的研究[D]. 程雋逸.華東理工大學 2019
[4]基于視覺的無人機目標檢測跟蹤與自主降落技術(shù)研究[D]. 劉玉盼.華中科技大學 2019
[5]微型四旋翼無人機的魯棒飛行控制技術(shù)研究[D]. 李瀟然.南京航空航天大學 2017
[6]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無人機動態(tài)逆自主飛行控制系統(tǒng)研究[D]. 尹彥清.南京航空航天大學 2011



本文編號：3300030