隨著近年來民用小型多旋翼無人飛行器應用的普及,多旋翼無人機（UAV）已經(jīng)成為一個通用性的作業(yè)和科研平臺。其工作環(huán)境受人工限制小,應用范圍廣泛。目前,多旋翼無人飛行器主要應用于電力巡航、農(nóng)業(yè)噴灑、環(huán)境監(jiān)測、物品運輸?shù)阮I(lǐng)域。立體視覺技術(shù)是近年來數(shù)字圖像處理和計算機視覺領(lǐng)域研究的方向和熱點。雙目立體視覺系統(tǒng)可以獲得豐富的環(huán)境信息,其優(yōu)點是體積小,功耗低,獲取信息量豐富,成本低廉。而處理器運算速度的提高使得計算機視覺在微小型無人機在各方面的應有都得到提升,如實時視覺slam,視覺導航,視覺定位等,基于計算機視覺的無人機運動狀態(tài)估計設(shè)計的主要思路是從先從攝像機獲取的圖像序列,然后從圖像序列中提取出光流信息,最后融合IMU和高度計估計出無人機的運動狀態(tài)。主要研究內(nèi)容如下:（1）設(shè)計了無人機平臺,后面章節(jié)的實驗將運動狀態(tài)估計算法移植于該四旋翼無人飛行器平臺,先利用攝像頭實時采集圖像,再利用嵌入式卡片電腦ODROID XU4的GPU實時完成圖像處理任務(wù)。（2）在離線狀態(tài)下先對單目攝像頭進行標定得出兩個攝像頭的攝像頭參數(shù)矩陣,然后對圖像進行預處理,包括灰度轉(zhuǎn)換,矯正和形態(tài)學濾波;通過雙目視覺系統(tǒng)得出光流... 

【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

無人機電力巡檢

很好的完成飛行任務(wù)。因此，可以使用雙目視覺和光流信息得出的位得的位置和速度，并通過使用視覺算法估計無人機的運動狀態(tài)相對精度和抗干擾能力�；陔p目視覺和慣性導航估計無人機運動狀態(tài)攝像機獲取的圖像序列中提取出載體的高度和三維速度信息并融合優(yōu)速度值和姿態(tài)角。圖 1.1 無人機電力巡檢

究現(xiàn)狀, 13]利用從無人機上拍攝的視頻圖像來得到導航參數(shù)。具體過程是，首后提取這些圖片中的角點，并進行匹配。并分析了無人機的姿態(tài)和圖單應矩陣，進一步估計了目標的姿態(tài)信息，算法的仿真效果很好。航天大學丁萌等人[14]研究了無人機的著陸算法，它們使用模板匹配法根據(jù)這些地平線和跑道的特征設(shè)計了飛行參數(shù)計算算法，最終實驗效航天大學的趙世峰等人[15]設(shè)計了一種基于圖像統(tǒng)計信息的姿態(tài)估計算法的基礎(chǔ)上改進的，改進的算法可以和慣性導航單元組合使用。仿真效的任沁源等人[16-19]通過 RANSAC 和 SIFT 的特征檢測算法，得到了圖得到匹配點，進一步求出了單應矩陣，最后根據(jù)這個單應矩陣與攝像了飛行器的姿態(tài)角。究內(nèi)容與章節(jié)安排圖 1.3 Dominik 搭建的無人機實驗平臺

【參考文獻】：
期刊論文
[1]機器人雙目圖像實時立體匹配算法[J]. 張智,郭文縣,蘇麗,董然.  北京理工大學學報. 2017(09)
[2]基于極線約束的ORB特征匹配算法[J]. 秦曉飛,皮軍強,李峰.  計算機應用研究. 2018(09)
[3]基于最小生成樹的多視圖特征點快速匹配算法[J]. 李丹,朱玲玲,胡迎松.  華中科技大學學報(自然科學版). 2017(01)
[4]基于ROS的自主無人機VSLAM研究[J]. 劉峰,呂強,郭峰,王國勝.  現(xiàn)代防御技術(shù). 2016(06)
[5]基于OpenCV實現(xiàn)金字塔光流法對表面流場的計算[J]. 凃洋,劉春晶,曹文洪,王向東.  中國水利水電科學研究院學報. 2016(03)
[6]慣性/雙目視覺里程計深組合導航方法[J]. 逯建軍,任曉軍,孫偉,郭元江,李群.  導航定位與授時. 2016(03)
[7]基于DM642的金字塔Lucas-Kanade光流法計算速度信息[J]. 賴泊能,陳熙源,李慶華.  測控技術(shù). 2016(04)
[8]小型無人機安全研究綜述.[J]. 劉煒,馮丙文,翁健.  網(wǎng)絡(luò)與信息安全學報. 2016(03)
[9]基于opencv的攝像頭畸變校正方法[J]. 岳佳威,謝濱,閆磊.  科技展望. 2015(30)
[10]基于四元數(shù)改進型互補濾波的MEMS姿態(tài)解算[J]. 陳孟元,謝義建,陳躍東.  電子測量與儀器學報. 2015(09)

博士論文
[1]實時雙目立體匹配算法研究與實現(xiàn)[D]. 陳彬.武漢科技大學 2014
[2]基于計算機視覺的目標圖像檢索相關(guān)技術(shù)的研究[D]. 吳偉文.華南理工大學 2012
[3]基于視覺信息的微小型無人直升機地標識別與位姿估計研究[D]. 任沁源.浙江大學 2008
[4]計算機視覺技術(shù)及其在工業(yè)中應用的研究[D]. 岳曉峰.吉林大學 2006

碩士論文
[1]基于視覺的室內(nèi)自主偵查飛行器設(shè)計與研究[D]. 何科君.西南科技大學 2017
[2]未知環(huán)境下無人機自主導航的SLAM方法研究[D]. 叢楚瀅.南京航空航天大學 2016
[3]基于多傳感器的四旋翼無人機室內(nèi)自主導航研究[D]. 胡禹超.東北大學 2014
[4]基于圖像信息的探測器自主導航研究[D]. 沈政軍.青島科技大學 2013
[5]嵌入式圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D]. 蔣立豐.東華大學 2013
[6]立體匹配算法及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 盧光獻.西安電子科技大學 2011
[7]基于雙目立體視覺的移動機器人目標定位[D]. 韓云生.江南大學 2009
[8]基于VC++的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的開發(fā)及算法研究[D]. 譚林秋.西安理工大學 2008



本文編號：3576930