基于视觉的无人机目标检测和地图构建系统研究

发布时间：2020-12-14 11:21

　　人工智能（AI）技术在无人机（UAV）等载体上的应用越来越普遍,救援、侦查无人机在各种具有挑战的环境中进行目标检测、定位与搜救等任务是AI与UAV结合的典型范例。此外,无人机需要更加可靠的导航定位、地图构建等技术来应对日益复杂的飞行环境和作业任务。本文对于无人机的AI应用、导航定位及稠密建图问题作了研究工作,论文的主要工作内容和贡献如下:（1）针对具有大量参数和高额计算开销的卷积神经网络（CNN）无法实时应用于嵌入式设备的问题,本文提出了一种基于滤波器裁剪的新型卷积神经网络模型压缩算法。通过计算卷积层中滤波器的标准差值衡量其重要程度,裁剪对神经网络准确率影响较小的滤波器及其对应的特征图,可以有效降低计算成本。实验结果表明,该算法在基本保持原有精度的基础上可以对目标检测模型YOLOv2压缩50%以上,提高了其运算速度。（2）日益复杂的应用场景对无人机导航定位功能的要求越来越高,本文在视觉里程计（VO）系统中引入了惯性测量单元（IMU）,提出了 一种基于几何空间的极线匹配滤波算法,可以剔除更多的误匹配,提高了特征匹配的准确率,并在视觉前端引入了 Graph-Cut RANSAC（GC-RA... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３八叉树地图??，，面

第六章：总结了本文的研究内容、实验成果及研究工作中的不足，并对本文??研究方向的进一步发展做出展望。??论文的组织结构如图１．４所示：??／＊?、??第一Ｓ绪论??＇第二Ｓｔ导矻荃础＇????ｌｉｆｅ????１?的目枯哙测箄法?１?ｉｍ．１??第五章三绾裯密地图构建??第六章总结与展望??图１．４论文结构框图??９??

浙江大学硕士学位论文?视觉导航基础理论??如图２．８所示，本文使用７ｘ８的棋盘格，采用ｍａｔｌａｂ标定箱工具对双目相机??进行标定，标定结果如图２．９所示。??繼??图２．８标定用棋盘格??１０００??２００?＼?１００??Ｚ（＿?Ｘ〇〇〇??Ｘ?（ｍｍ）??图２．９双目相机标定结果??２．２目标检测与定位??２．２．１目标检测评估概念??２．２．１．１?ｍＡＰ?（ｍｅａｎ?ａｖｅｒａｇｅ?ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）??目标检测模型预测类别时，根据ｒｅｃａｌｌ和ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ绘制特定曲线，ＡＰ即是??该曲线下的面积，而ｍＡＰ是多个预测类别ＡＰ的平均值，该值介于０到丨之间，??越接近１表示预测的越准确。??２．２．１．２?ＩＯＵ??如图２．１０所示，实线矩形框把整架飞机都包含进去，是人工标注的物体位??置框的真值，虚线框是目标检测模型在预测时给出的预测结果，仅包含了飞机的??主体部分。１０Ｕ就是表示预测框和真值框之间差异的指标。??１５??

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于四元数法的捷联式惯性导航系统的姿态解算[J]. 张荣辉,贾宏光,陈涛,张跃.  光学精密工程. 2008(10)



本文编号：2916326