本文關鍵詞：基于iOS移動平臺的無人機視頻處理與遠程控制技術的研究與實現

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【摘要】：近年來無人機不僅被用在軍事領域,而且在民用領域的應用也越來越廣泛。目前無人機的控制主要以人工控制方式為主,隨著移動設備的普及,使用移動終端替代傳統控制手柄已成為小型無人機控制端更為先進的解決方案。本文首先進行了無人機視頻處理及飛行控制系統的需求分析,確定了分辨率、延遲、卡頓等視頻處理的性能指標以及飛行指令傳輸協議等,并進行了系統的總體設計。將無人機系統分為飛行前端和移動控制后端兩部分來實現,飛行前端采用V4L2接口實現原始視頻數據的采集,使用FFmpeg庫將原始視頻數據進行壓縮成為h.264格式的視頻數據,再根據實時流傳輸協議將編碼后的視頻數據發(fā)送給移動控制后端。移動終端接收到h.264格式的視頻數據后,采用FFmpeg庫對其進行解碼,獲取YUV格式的視頻幀數據,然后使用iOS平臺的圖像渲染技術將視頻數據實時呈現在其屏幕面,同時實現對視頻的截圖和錄制。在飛行控制方面,移動控制后端首先向前端申請權限驗證,獲得經過無線網絡加密算法加密的返回數據后,對其進行解密獲得權限碼,隨后通過虛擬搖桿和重力感應接口獲取飛行控制指令,將飛行指令和權限碼一起發(fā)送給飛行前端,飛行前端獲得飛行指令并進行權限驗證后,控制無人機飛行。系統功能在實驗室和實際飛行環(huán)境下進行了近一個月的驗證。驗證結果表明,視頻處理的平均延遲為353ms,卡頓平均為0.43次,馬賽克平均為0.51次;利用移動終端的虛擬搖桿和重力感應可以控制無人機的飛行,控制延遲平均不超過152ms。
【關鍵詞】：無人機 遠程控制 移動終端 視頻處理
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 小型無人機發(fā)展現狀10-11
• 1.2 無人機控制技術發(fā)展現狀及趨勢11-14
• 1.2.1 發(fā)展現狀11-13
• 1.2.2 發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 課題的研究意義14-15
• 1.4 課題的主要工作15-16
• 1.5 文章組織結構16
• 1.6 本章小結16-17
• 第二章 無人機系統需求描述及總體設計17-27
• 2.1 無人機系統需求描述17-22
• 2.1.1 無人機總體需求設計17-18
• 2.1.2 視頻需求描述18-19
• 2.1.3 控制端界面需求描述19-20
• 2.1.4 飛行數據的通訊協議20-22
• 2.2 無人機系統總體設計22-26
• 2.2.1 飛行前端總體設計23-25
• 2.2.2 移動控制后端的設計25-26
• 2.3 本章小結26-27
• 第三章 飛行前端視頻處理的實現27-35
• 3.1 視頻采集模塊的實現27-28
• 3.1.1 視頻采集技術研究27
• 3.1.2 視頻采集的實現原理27-28
• 3.2 視頻編碼模塊的實現28-31
• 3.2.1 視頻編碼格式分析28-29
• 3.2.2 視頻編碼技術研究29-30
• 3.2.3 視頻編碼的實現原理30-31
• 3.3 視頻傳輸模塊的實現31-34
• 3.3.1 視頻傳輸協議研究32-33
• 3.3.2 視頻傳輸技術研究33
• 3.3.3 視頻傳輸模塊的實現原理33-34
• 3.4 本章小結34-35
• 第四章 移動控制后端的實現35-63
• 4.1 視頻解碼模塊的實現35-41
• 4.1.1 視頻解碼技術研究35-37
• 4.1.2 視頻解碼模塊的架構設計37-39
• 4.1.3 模型對象初始化39
• 4.1.4 模型對象讀取視頻幀數據39-41
• 4.2 視頻界面的繪制和視頻處理41-46
• 4.2.1 iOS平臺下圖像繪制技術的研究41-43
• 4.2.2 視圖對象初始化43-45
• 4.2.3 視圖對象渲染畫面45-46
• 4.3 視頻截圖和本地錄像功能的詳細實現46-50
• 4.3.1 視頻截圖的實現46-48
• 4.3.2 本地錄制視頻48-50
• 4.4 重力感應控制和虛擬搖桿控制的實現50-55
• 4.4.1 虛擬搖桿控制的實現50-52
• 4.4.2 重力感應控制的實現52-55
• 4.5 控制指令的發(fā)送55-59
• 4.5.1 iOS中常用的網絡請求方法55-58
• 4.5.2 發(fā)送控制指令的實現58-59
• 4.6 安全權限設計的實現59-62
• 4.7 本章小結62-63
• 第五章 系統功能驗證63-68
• 5.1 實驗室環(huán)境驗證63-65
• 5.2 正式環(huán)境驗證65-67
• 5.3 本章小結67-68
• 第六章 工作總結及展望68-70
• 6.1 工作總結68
• 6.2 展望68-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀學位期間取得的研究成果73-74
• 致謝74

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