基于机器视觉的旋翼无人机跟踪系统研究

发布时间：2021-04-15 15:43

　　小型四旋翼无人机是一种灵活、便携、成本较低的飞行设备,目前广泛用于航拍领域和载物领域。然而,当前所有应用都需要人为操控无人机的飞行动作,也即是需要额外训练“飞手”。在通常的跟拍过程中,由于“飞手”既要操控无人机的飞行轨迹,又要将所携带的云台相机对准跟拍目标,其操作常常依赖于人本身对环境的感知,很难达到理想效果。因此,怎样控制无人机智能化飞行的技术成为待解决的关键问题。本文设计了一套针对四旋翼无人机的跟踪控制系统,首先通过感知算法将地面目标与无人机的相对位置解算出来;然后设计了分层控制算法来实现对整个系统的跟踪控制;最后通过搭建实际飞行平台,将算法集成到处理器当中,实现了四旋翼无人机对地面移动目标的跟踪飞行。主要研究内容如下:（1）针对四旋翼飞行器飞行环境的复杂多变性,从螺旋桨的受力分析出发,结合姿态描述的相关知识,并选取合适的欧拉角顺序规则,同时将工程应用中的螺旋桨提供升力存在饱和特性考虑进来,从而建立起牛顿欧拉数学模型,以之作为控制系统的传递函数,使飞行控制更适用于不同的飞行环境。（2）设计了一套视觉感知算法来获取四旋翼无人机对地面移动目标的相对位置。首先通过颜色识别和形状识别的方法... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

无人机快递运输

图 1.2 民航局下发文件规范驾驶员资质人机越来越融入人们的生活，人们对四旋翼所提便捷化、高续航成为其主要的发展应用方向。但还很低，主要还是靠“飞手”进行遥控操作，只

图 1.3 Unmanned Aerial Vehicle 期刊发表趋势可以看出，2017 年的期刊论文发行量已经突破 5000 篇。在 SCI 期刊中的

【参考文献】：
期刊论文
[1]四旋翼无人机飞行控制算法综述[J]. 王成,杨杰,姚辉,席建祥.  电光与控制. 2018(12)
[2]顺丰无人机与中国电科五十四所签署战略合作协议[J].   无线电通信技术. 2018(04)
[3]拉格朗日中值定理的证明及应用[J]. 黄海松.  柳州职业技术学院学报. 2018(03)
[4]基于自抗扰的四旋翼无人机动态面姿态控制[J]. 张勇,陈增强,张兴会,孙青林,孙明玮.  吉林大学学报(工学版). 2019(02)
[5]四旋翼无人机流场及气动干扰数值模拟研究[J]. 王策,唐正飞,徐培,黄凯.  飞行力学. 2018(04)
[6]欧拉角姿态解算的改进[J]. 野莹莹,张艳珠,邹心宇,陈蕾,左越.  装备制造技术. 2018(03)
[7]基于分解四元数的自适应姿态四元数卡尔曼滤波[J]. 张德先,聂桂根.  控制理论与应用. 2018(03)
[8]小型无人机姿态解算方法研究[J]. 张春友,龙长江,吴伟,严炜.  测控技术. 2018(02)
[9]大角度范围内欧拉角到四元数的变换（英文）[J]. 朱程广,赵健康,刘英.  中国惯性技术学报. 2018(01)
[10]基于改进Hu矩和矩形拟合的芯片识别定位算法[J]. 寸毛毛,卢军.  包装工程. 2018(03)

硕士论文
[1]基于视觉的无人机地面目标精确定位算法研究[D]. 房东飞.哈尔滨工业大学 2018
[2]微型无人机视觉惯性导航[D]. 陈卓.哈尔滨工业大学 2015
[3]无人机智能化视频监控嵌入式系统[D]. 黄伟杰.沈阳大学 2013



本文编号：3139619