锥套图像检测识别与飞行演示验证研究

发布时间：2017-12-02 12:26

  本文关键词：锥套图像检测识别与飞行演示验证研究

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【摘要】：空中加油是解决航空器飞行航时短的有效手段,号称“空中力量倍增器”,历来受到航空发达国家的高度重视。目前,我国的空中加油往往依靠受油机飞行员的经验来感知受油插头与前方锥套之间的相对位置进行对接,操作难度大,危险系数高。因此,亟需研发一套空中加油辅助指引系统。论文围绕如何利用图像技术对锥套目标的检测与识别进行研究;并在此基础上展开基于小型旋翼机的自主空中加油飞行演示验证研究。首先,研究了空中加油锥套图像目标检测方法。通过对原始图像进行标定矫正、阈值分割及形态学滤波等预处理操作后,利用最小二乘Hough变换法(Hough-LS)进行锥套目标区域快速检测,实现了锥套内部加油口的精确定位。其次,研究了锥套图像目标模式识别方法。利用Gabor滤波器提取锥套目标特征向量,并基于主成分分析(PCA)方法对提取的高维Gabor特征向量进行降维。在此基础上,设计了用于锥套图像特征识别的Fisher线性分类器,并对其有效性进行了测试。再次,设计了基于小型旋翼机的空中加油演示验证系统方案。通过分析空中加油系统的要求,设计了演示验证系统硬件平台结构;并结合空中加油实际情况,针对系统整体、通信链路及视觉导航阶段分段飞行三个关键问题,提出了解决方案。最后,搭建了空中加油演示验证实验平台,并开展了动态飞行条件下目标检测、四旋翼飞行器自动飞行对接等实验测试工作。实验结果表明,本文研究的算法正确可行,能够实现动态飞行条件下锥套目标的有效检测与可靠定位。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V217;TP391.41

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本文编号：1244935