小型无人直升机视觉引导着陆技术研究

发布时间：2017-11-12 07:16

  本文关键词：小型无人直升机视觉引导着陆技术研究

  更多相关文章： 无人直升机 合作目标 位姿解算 视觉引导着陆

【摘要】：随着科技的迅猛发展,基于视觉的小型无人直升机姿态解算算法被应用到了诸多领域中。而小型无人机的自主着陆是其飞行过程中的重要环节,精确、平稳的着陆可以保证无人机部件的完好,延长无人机的使用寿命。在以往的研究中,惯性导航系统通常会被用于确定小型无人机的位姿信息,该系统不具备良好的抗干扰能力,无法较好的实现无人机的位姿解算,也很难控制无人机在飞行过程和自主着陆过程中的位置和姿态。对于上述视觉姿态测量算法中存在的问题,本文为获取无人机的姿态信息对单目视觉的小型无人机位姿解算算法进行了深入的探讨,为小型无人直升机的视觉辅助着陆做准备。首先,本文搭建了一个适合小型无人直升机视觉测量的硬件系统,该系统由CCD摄像机图像采集模块,计算机模块PC104及供电电源模块等重要模块构成,然后通过无人直升机上的CCD摄像机实时捕捉地面目标中的特征点信息。最后通过对比相似迭代法和两阶段迭代法这两种方法,分别求解出无人机的位姿,为的是从中选择最优算法以求得无人机相对于地面合作目标的位姿。最后设计了一个进场引导视觉着陆方案,为最终实现小型无人直升机的定点引导着陆做准备。本文重点研究的是两阶段迭代算法,该算法包含两个阶段,分别是景深估计阶段和绝对方位解算阶段。同传统的PnP法相比,该算法对于噪声的影响具有良好的鲁棒性,且具有运算速度快、计算量小,收敛速度快且收敛误差小等优势,较适用于小型无人机视觉引导着陆的高精度位姿解算。通过多次实验结果比对,进一步验证了两阶段法具有实时性高、收敛性高和强鲁棒性等优点。
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279;TP391.41

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