无人机侦察系统的观测轨迹规划与目标定位算法研究

发布时间：2021-04-10 15:37

　　在高精度、高实时性、高隐蔽性的前提下,使用无人机对被侦察目标进行精确定位,获取被侦察目标在用户坐标系中的位置坐标。随着科技的不断发展,在战场上需要不断提高对被侦察目标的定位精度,也要求不断提高机载设备的测量精度。因此,找出影响被侦察目标的定位精度的相关参数、提高相关测量设备的量测精度,并且不断优化定位模型从而减小对目标的定位误差显得极为重要。通过卫导GNSS得到无人机实时的高精度位置、惯性导航系统测得无人机的实时姿态角、图像设备及图像处理技术感知目标的角度方位信息,并且不需要向侦察目标发射电磁波或激光照射,从而实现对静态目标进行无源定位。该定位方式隐蔽性强,未来战场可能会得到应用。文中提出了一种无人机利用图像处理原理的无源侦察方案,通过无人机合理的轨迹规划方法,在没有对无人机与目标之间的距离进行测量的前提下,对目标定位进行了数学建模,并验证了该模型对被侦察目标进行定位的可行性。通过使用Matlab进行仿真实验,得到了无人机自身定位精度、机载角度设备测量精度与被侦察目标的定位位置的分布云点图,同时也研究了轨迹参数与目标定位精度的关系,获取了在无人机螺旋线飞行时的最优飞行半径以及飞行螺距值... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

转塔式光电测量系统

图 2.1 透镜成像模型 2.1，透镜成像利用光的折射原理[22]。由高斯成像定理[23]，有如下 ：:物距，即物体到透镜中心平面的距离；:像距，即透镜中心所在平面与像面的距离；:镜头焦距。情况下，透镜组是镜头中的一个或多个透镜。其中图 2.1 是单个透镜获得最清晰的图像，需要满足透镜成像条件即式(2.1)。在摄像机通成倒立的实像时，应满足两倍焦距小于等于物距，并且像距在一倍间，用表达式表示如下：

图 2.2 小孔成像模型小孔成像[24]又叫做针孔成像，所有的光束都经过透镜中心，光轴与图像平面垂直理想的情况就是不去考虑畸变因素，也就是使用小孔成像模型。通常情况下， 此 。小孔成像常被用于相机标定。小孔成像形成的条件主要有以下三个：1、孔径远大于光波；2、孔径远小于物寸；3、像在光屏上能够产生漫反射。图 2.2 所示为小孔成像模型，其中物体成倒立的像。该成像模型满足表达式：Y (2其中： ：相机焦距；Y：物体在摄像机坐标系下的坐标；

【参考文献】：
期刊论文
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[4]一种补偿惯性平台基座不水平的转位算法[J]. 孙超,倪娜,王汀,魏燕红.  导航与控制. 2016 (01)
[5]一种基于多点观测的无人机目标定位方法[J]. 王春龙,马传焱,时荔蕙,郝博雅,周洲.  无线电工程. 2016(02)
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博士论文
[1]基于单目视觉的目标识别与定位研究[D]. 冯春.南京航空航天大学 2013

硕士论文
[1]基于单目视觉的微位移精确测量方法研究[D]. 丁海洋.扬州大学 2017
[2]无人机自主飞行轨迹规划与重规划方法研究[D]. 黄建军.哈尔滨工业大学 2013
[3]高空长航无人机多源信息高精度容错自主导航研究[D]. 陈计辉.南京航空航天大学 2012
[4]基于机载光电测量系统的图像目标定位技术研究[D]. 黄波.南京航空航天大学 2011
[5]基于图像跟踪的无人机定位方法研究[D]. 王凤娟.西安电子科技大学 2009
[6]线性模型参数的最小二乘估计理论及其应用[D]. 吕王勇.四川大学 2005



本文编号：3129897