四旋翼飞行器的目标跟踪研究

发布时间：2020-06-07 01:49

【摘要】：四旋翼无人机一般有俯仰、翻滚和偏航三种运动方式,能够实现垂直起飞和降落、定点悬停等基本功能,并且可以根据其基本运动方式适应前飞、侧飞和倒飞等多种飞行姿势;此外,具备飞控的无人机还有自主起飞能力,并能够根据程序实现相应功能,从而适应多种不同的环境。通过在旋翼类无人机上搭载视觉平台,将这种无人机应用于多种领域,目前已经广泛应用于农田探测、道路监控、军事侦察等方面。本文以四旋翼无人机为研究对象,对这种无人机的视觉跟踪系统进行深入的研究设计,在研究过程中,视觉跟踪算法采用了两种,设计了无人机端和地面站端,并在实物平台上对这个设计进行了实现。首先,本文以四旋翼无人机为研究对象,采用KCF目标跟踪算法,对实验平台进行了设计,实验平台由以下部分组成:开源小四轴、无人机云台、WIFI透传模块、5.8G模拟图传、Win10+QT5+Opencv3.4.0,系统目标跟踪算法在地面站实现,采用QT+Opencv3.4.0进行地面站开发。其次,针对无人机采集到的图像序列,将KCF目标跟踪算法引入进来,这种算法是以卡尔曼滤波器为基础,通过在测试集上对测试结果进行分析,对于一些遮挡以及光线变化等产生的干扰,这种算法可以有效的避免这些情况的发生。但是通过测试也对KCF存在的缺点和不足进行了总结,主要是在航拍过程中如果物体快速移动或相机过于抖动,导致拍摄效果较差,为了改善这种情况,将预测和修正功能应用于KCF算法中。最后,基于OpenCV库对地面站控制系统进行了深入的设计,为了获得像素坐标,通过对相机坐标系、像素坐标系、图像坐标系的分析,对真实坐标进行了有效的转换。通过搭载于正点原子开发的微型无人机的视觉平台,系统完成了对目标的主动跟踪。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V279;TP391.41

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 周超;吴江浩;;微型扑旋翼飞行器悬停的空气动力学研究[J];无人系统技术;2018年04期

2 宋洪达;郝桂丽;;四旋翼飞行器的发展与应用[J];科技风;2018年01期

3 张权权;王立成;李浩;;微型四旋翼飞行控制器设计[J];科技视界;2016年27期

4 涂世军;张力平;张文涛;;基于虚拟仪器的旋翼特性测试平台开发[J];山东交通学院学报;2016年04期

5 佟刚;周凯;项松;;基于片条理论的微型旋翼设计[J];沈阳航空航天大学学报;2016年06期

6 李锋;孙文杰;张帆;;适应强旋翼噪声环境的语音系统设计与实现[J];信息技术与信息化;2016年12期

7 高庆吉;张运好;王晓丽;;六旋翼飞行器目标搬移控制方法研究[J];自动化技术与应用;2017年02期

8 贺良华;王媛媛;;小型旋翼无人机巡线模拟降雨系统[J];测控技术;2017年02期

9 邹存名;姚婷婷;岳伟;王宝凤;;多种算法下的四旋翼飞行器高度控制设计[J];控制工程;2017年01期

10 魏文菲;张春元;李超;常绪涛;王春柳;;某四旋翼飞行器机架的模态分析[J];兵器装备工程学报;2017年02期

相关会议论文 前10条

1 崔运祥;万志强;严德;;收藏类复合式飞行器旋翼折展系统设计[A];北京力学会第二十四届学术年会会议论文集[C];2018年

2 朱清华;董凌华;李春华;周国臣;王海;;旋翼飞行器及其系统发展研究[A];2014-2015航空科学技术学科发展报告[C];2016年

3 万慧;齐晓慧;董海瑞;;四旋翼两种姿态控制方法及性能比较[A];第十届动力学与控制学术会议摘要集[C];2016年

4 樊晓平;李斌;;重心变化四旋翼的建模与自抗扰控制[A];第36届中国控制会议论文集（A）[C];2017年

5 董龙雷;朱龙飞;;四旋翼飞行器的地面效应分析[A];第八届中国CAE工程分析技术年会暨2012全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会论文集[C];2012年

6 王兵;孔德义;;基于猫头鹰翅膀特征的旋翼叶片仿生设计[A];中国力学大会-2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会论文集（B）[C];2017年

7 尹春望;陈德军;吴志刚;;一种先进的旋转旋翼动特性综合测试技术[A];2015航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2015年

8 赵长辉;杨五兵;李波;杨光;;固定翼四旋翼复合飞行器[A];2014（第五届）中国无人机大会论文集[C];2014年

9 吴志刚;秦强;;影响旋翼轴载荷测试精度的因素分析[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年

10 唐正飞;;旋翼飞行器及其系统发展研究[A];航空科学技术学科发展报告（2010-2011）[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报通讯员 陈昱 刘瑾;从“敢为人先”到“跨越发展”[N];中国航空报;2019年

2 本报记者 李伟;只能飞半小时？给无人机建个充电桩[N];科技日报;2016年

3 潘敬文;还用拖拉机植保？无人机快4倍![N];中国农机化导报;2016年

4 本报记者 张强;中国重型直升机呼之欲出[N];科技日报;2017年

5 刘楚;1+1>2？共轴双旋翼的奥妙[N];中国国防报;2017年

6 蒋善军 王献伟 宋晰 胡元珏 江华 王玉东;飞防设备:标准待规范 技术须求精[N];农资导报;2017年

7 本报记者 李大庆;激光“低空卫士”：专治“黑飞”无人机[N];科技日报;2017年

8 ;交通运输部关于修改《正常类旋翼航空器适航规定》的决定[N];中国交通报;2017年

9 本报记者 张佳星;看到这样的无人机 你怦然心动么[N];科技日报;2017年

10 本报记者 吴温 通讯员 苏超;为无人机安上智慧“大脑”[N];石家庄日报;2017年

相关博士学位论文 前10条

1 付春阳;多旋翼无人飞行器高机动飞行控制研究[D];吉林大学;2018年

2 廉琦;六旋翼植保无人机下洗气流变化机理及喷头安装位置的研究[D];黑龙江八一农垦大学;2019年

3 付炜嘉;旋翼桨尖涡高精度数值模拟与流动控制研究[D];西北工业大学;2016年

4 徐明;最优转速旋翼直升机总体气动技术研究[D];南京航空航天大学;2016年

5 韩忠华;旋翼绕流的高效数值计算方法及主动流动控制研究[D];西北工业大学;2007年

6 魏鹏;旋翼非定常流场的黏性涡数值模拟方法及其混合方法的研究[D];南京航空航天大学;2012年

7 宋占魁;小型四旋翼无人飞行器非线性控制方法研究[D];大连理工大学;2014年

8 李春明;智能旋翼的振动控制研究[D];南京航空航天大学;2001年

9 朱清华;自转旋翼飞行器总体设计关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年

10 姚文荣;涡轴发动机/旋翼综合建模、控制及优化研究[D];南京航空航天大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 樊佳荣;四旋翼轴间下洗气流聚合及其对喷雾沉积特性的影响[D];武汉科技大学;2019年

2 王志浩;四旋翼飞行器的目标跟踪研究[D];内蒙古大学;2019年

3 毛景刚;螺旋桨/旋翼的气动特性分析[D];天津大学;2017年

4 叶波;基于线性自抗扰的四旋翼飞行器高度和姿态控制研究[D];厦门大学;2018年

5 李家豪;自抗扰控制的改进及其在四旋翼无人机上的应用[D];厦门大学;2018年

6 刘劲威;四旋翼无人机控制系统及视觉定位设计[D];西南石油大学;2018年

7 李康利;四旋翼飞行器的有界输出控制[D];天津工业大学;2019年

8 朱均;四旋翼飞行器目标检测与定位方法研究[D];浙江大学;2019年

9 宋雪;基于单目视觉导航的多旋翼飞行器设计[D];哈尔滨理工大学;2019年

10 陈林奇;基于自抗扰算法的四旋翼无人机控制系统研究[D];广西师范大学;2019年

，

本文编号：2700627