惯导辅助旋翼飞行器室内视觉导航方法研究
发布时间：2021-02-28 21:13
近年来小型旋翼飞行器发展迅速,凭借其控制精度与体积优势,旋翼无人机在室内环境下的应用已经成为一种趋势,而传统的导航方法在室内空间环境下容易受到限制,无法满足无人机的导航要求。因此,本课题在调研现有室内无人机导航方法的基础上,提出了一种基于双目视觉的导航算法,并融合惯性导航输出信息,对视觉导航的姿态输出结果进行修正。并在上述基础上,设计了一种快速立体匹配算法,将其应用于无人机的障碍物检测与路径规划。本文主要工作内容包含:1.提出了一种基于双目视觉的室内导航算法。通过对SIFT（Scale-invariant feature transform）与ORB（oriented FAST and rotated BRIEF）算法的分析与研究,确定了视觉导航的特征点提取算法,并根据图像特征点之间的联系,还原载体的运动信息,解算出无人机的位置与姿态变化。同时通过关键帧方法对视觉导航中出现的累积误差进行补偿。2.提出了一种惯导辅助的视觉导航算法,提高导航算法中姿态输出解算精度。通过卡尔曼滤波器将惯性导航信息与视觉导航信息进行融合,并根据惯性测量元件测量数据判断无人机的运动模式,自适应调整卡尔曼滤波器中...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国“天空者”海上无人机小型无人旋翼飞行器作为具有垂直起降、悬停稳定、操控灵敏的优势的飞行器，被
随着电子技术与制造技术的发展成为一种具有高机动性的多功能飞行块，自主完成任务。凭借自身的优势要内容。在 21 世纪初，美国就把对点[1]。图 1-1 为美国军事无人机。图 1-1 美国“天空者”海上无人机作为具有垂直起降、悬停稳定、操控：灾区搜救、反恐侦察、森林消防、灵 4 旋翼无人机。
图 1-3 英国 vicon 公司的 6D 运动捕捉系统定在无人机上的相机进行运动信息解算的视觉导航方据相机数目的不同，分为单目视觉导航，双目视觉导航视觉导航方法，浙江大学的王兴国等人则在无人飞行器面进行了研究[18]。西班牙的 Universidad de Zaragoza 设像，通过采集图像与真实世界坐标系下坐标之间的仿射。由于其出色的运动估计结果与广泛的适用性，该研究器人技术最佳论文奖[19]。但是单目视觉导航方法无法直息，还需要其他导航方法进行辅助[20-24]。双目视觉导航够直接获取到相机场景中的深度信息，相比与单目相机目相机尺度缺失的问题。美国加州大学伯克利分校则通图像的深度信息，实现无人机的室内导航功能[25]。在国方式进行研究的同时，电子科技大的苏东等人也在双目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双目视觉的无人机定位与控制系统[J]. 陈小桥,叶晓涵,胡婷,夏彤. 武汉大学学报(工学版). 2017(04)
[2]超宽带与惯性导航组合的室内导航定位[J]. 刘韬,徐爱功,隋心. 测绘科学. 2016(12)
[3]面向室内行人的Range-only UWB/INS紧组合导航方法[J]. 徐元,陈熙源. 仪器仪表学报. 2016(09)
[4]小型无人机立体视觉目标追踪定位方法[J]. 王亭亭,蔡志浩,王英勋. 电光与控制. 2016(05)
[5]一种室外非理想光照条件下的立体匹配算法[J]. 邹宇华,陈伟海,吴星明,刘中. 机器人. 2012(03)
[6]基于色彩分割和自适应窗口的快速立体匹配[J]. 倪炜基,徐贵力,田裕鹏,王彪,陈欣. 仪器仪表学报. 2011(01)
[7]基于空间关系几何约束的无人机景象匹配导航[J]. 李耀军,潘泉,赵春晖,张绍武,凌志刚. 计算机应用研究. 2010(10)
[8]基于改进人工势场法的移动机器人路径规划[J]. 石为人,黄兴华,周伟. 计算机应用. 2010(08)
[9]无人机视觉导航研究综述[J]. 吴显亮,石宗英,钟宜生. 系统仿真学报. 2010(S1)
[10]基于改进A*算法的无人机航路规划方法研究[J]. 穆中林,鲁艺,任波,张斌. 弹箭与制导学报. 2007(01)
博士论文
[1]基于智能优化与RRT算法的无人机任务规划方法研究[D]. 李猛.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]自主移动机器人路径规划的RRT算法研究[D]. 冯楠.大连理工大学 2014
[2]基于双目视觉的小型无人飞行器的导航与避障[D]. 苏东.电子科技大学 2014
[3]基于视觉信息的无人飞行器自主着陆导航系统的关键技术研究[D]. 王兴国.浙江大学 2007
[4]超声导航移动机器人关键技术的研究[D]. 孙明明.浙江大学 2005
本文编号：3056464
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国“天空者”海上无人机小型无人旋翼飞行器作为具有垂直起降、悬停稳定、操控灵敏的优势的飞行器，被
随着电子技术与制造技术的发展成为一种具有高机动性的多功能飞行块，自主完成任务。凭借自身的优势要内容。在 21 世纪初，美国就把对点[1]。图 1-1 为美国军事无人机。图 1-1 美国“天空者”海上无人机作为具有垂直起降、悬停稳定、操控：灾区搜救、反恐侦察、森林消防、灵 4 旋翼无人机。
图 1-3 英国 vicon 公司的 6D 运动捕捉系统定在无人机上的相机进行运动信息解算的视觉导航方据相机数目的不同，分为单目视觉导航，双目视觉导航视觉导航方法，浙江大学的王兴国等人则在无人飞行器面进行了研究[18]。西班牙的 Universidad de Zaragoza 设像，通过采集图像与真实世界坐标系下坐标之间的仿射。由于其出色的运动估计结果与广泛的适用性，该研究器人技术最佳论文奖[19]。但是单目视觉导航方法无法直息，还需要其他导航方法进行辅助[20-24]。双目视觉导航够直接获取到相机场景中的深度信息，相比与单目相机目相机尺度缺失的问题。美国加州大学伯克利分校则通图像的深度信息，实现无人机的室内导航功能[25]。在国方式进行研究的同时，电子科技大的苏东等人也在双目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双目视觉的无人机定位与控制系统[J]. 陈小桥,叶晓涵,胡婷,夏彤. 武汉大学学报(工学版). 2017(04)
[2]超宽带与惯性导航组合的室内导航定位[J]. 刘韬,徐爱功,隋心. 测绘科学. 2016(12)
[3]面向室内行人的Range-only UWB/INS紧组合导航方法[J]. 徐元,陈熙源. 仪器仪表学报. 2016(09)
[4]小型无人机立体视觉目标追踪定位方法[J]. 王亭亭,蔡志浩,王英勋. 电光与控制. 2016(05)
[5]一种室外非理想光照条件下的立体匹配算法[J]. 邹宇华,陈伟海,吴星明,刘中. 机器人. 2012(03)
[6]基于色彩分割和自适应窗口的快速立体匹配[J]. 倪炜基,徐贵力,田裕鹏,王彪,陈欣. 仪器仪表学报. 2011(01)
[7]基于空间关系几何约束的无人机景象匹配导航[J]. 李耀军,潘泉,赵春晖,张绍武,凌志刚. 计算机应用研究. 2010(10)
[8]基于改进人工势场法的移动机器人路径规划[J]. 石为人,黄兴华,周伟. 计算机应用. 2010(08)
[9]无人机视觉导航研究综述[J]. 吴显亮,石宗英,钟宜生. 系统仿真学报. 2010(S1)
[10]基于改进A*算法的无人机航路规划方法研究[J]. 穆中林,鲁艺,任波,张斌. 弹箭与制导学报. 2007(01)
博士论文
[1]基于智能优化与RRT算法的无人机任务规划方法研究[D]. 李猛.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]自主移动机器人路径规划的RRT算法研究[D]. 冯楠.大连理工大学 2014
[2]基于双目视觉的小型无人飞行器的导航与避障[D]. 苏东.电子科技大学 2014
[3]基于视觉信息的无人飞行器自主着陆导航系统的关键技术研究[D]. 王兴国.浙江大学 2007
[4]超声导航移动机器人关键技术的研究[D]. 孙明明.浙江大学 2005
本文编号：3056464
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