基于智能视频的无人机电力巡线避障算法研究

发布时间：2021-05-19 21:35

　　无人机的自主避障飞行对于无人机来说具有十分重要的意义,随着无人机应用范围的不断扩大,无人机应用的领域也在不断增多,近年来,无人机在电力系统领域也发挥着越来越重要的作用,尤其是在电力巡线种的应用。但目前应用无人机电力系统一般采用人工控制,智能化程度低。而且无人机在电力巡检时需要克服的最主要的问题就是避障问题,而避障问题中需要解决的核心问题是障碍物的识别和无人机与障碍物的距离之间距离的测定。主要运用基于模糊商空间理论设计动态粒度矩阵的方法,获取了图像的分层结构,然后根据分层结构,设计了量子启发式的群领导混合算法,进而结合量子进化、群领导算法和逻辑映射的优点,计算得到了最佳粒度层;在最佳粒度层随机初始化种群之后,通过相应的变换等操作,实现各个组群的优化,从而获得最佳的二维分割阈值作为Canny边缘检测的自适应阈值;根据自适应阈值的边缘检测实现了物体的检测和分割。通过设计的动态粒度矩阵和混合算法,对条纹成像图像,进行分割、去噪等处理,所设计算法对于某些比较差的环境下的障碍物的检测和分割具有很好的优化作用;同时,通过参数学习公式,获取障碍物更准确的距离、角度和宽度信息。本文以无人机为研究对象,针... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展动态
        1.2.1 无人机自主避障方法研究的国内外现状
        1.2.2 无人机路径规划算法国内外研究和发展现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 无人机避障理论及方法
    2.1 结构光检测原理
        2.1.1 物体成像分析
        2.1.2 参数检测说明
        2.1.3 图像畸变校正
    2.2 人工势场法相关原理
    2.3 本章小结
第3章 基于粒度格矩阵空间的结构光异物检测与测距方法
    3.1 基于结构光的障碍物检测方法
    3.2 基于粒度空间矩阵的结构光异物检测算法
        3.2.1 模糊商空间理论
        3.2.2 动态粒度矩阵空间建立
        3.2.3 图像检测和分割
        3.2.4 自适应的边缘检测算法
    3.3 位置检测实验结果及分析
        3.3.1 实验平台设计
        3.3.2 评价指标
        3.3.3 距离检测实验
        3.3.4 角度检测实验
        3.3.5 宽度检测实验
        3.3.6 实验分析
    3.4 目标分割实验结果及分析
        3.4.1 目标分割打标工具
        3.4.2 mask评价指标
        3.4.3 图像分割实验
        3.4.4 实时性分析
        3.4.5 实验结果分析
        3.4.6 本章小结
第4章 基于智能算法的无人机巡线轨迹规划
    4.1 无人机路径规划建模
        4.1.1 路径规划约束条件
        4.1.2 巡检路径的目标函数
    4.2 基于遗传算法的无人机二维平面避障轨迹规划
        4.2.1 遗传算法设计
        4.2.2 无人机电力巡线二维静态轨迹规划
        4.2.3 无人机电力巡线二维动态轨迹规划
        4.2.4 三维静态轨迹规划
        4.2.5 三维动态轨迹规划
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超声波测距的多旋翼无人机避障算法[J]. 邵芳.  吉林工程技术师范学院学报. 2017(11)
[2]显著性的无人机远距离障碍物检测[J]. 姚俊,蒋超,华春生,宋大雷.  沈阳理工大学学报. 2016(04)
[3]基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的UAV航迹规划[J]. 邬琦,潘广贞,杨江涛.  计算机测量与控制. 2014(09)
[4]基于图像匹配的输电导线舞动监测方法[J]. 黄新波,张烨,程文飞,李敏,罗兵,周柯宏.  高电压技术. 2014(03)
[5]基于蚁群算法的无人机航迹规划及其动态仿真[J]. 王绪芝,姚敏,赵敏,胡中华.  指挥控制与仿真. 2012(01)
[6]采用多重启发蚁群优化算法的无人机航迹规划[J]. 李猛,王道波,盛守照.  华南理工大学学报(自然科学版). 2011(10)
[7]低速直线驱动系统研究现状分析[J]. 程志平,焦留成.  电机与控制应用. 2011(07)
[8]图像分割的商空间粒度原理[J]. 刘仁金,黄贤武.  计算机学报. 2005(10)
[9]大视场短焦距镜头CCD摄像系统的畸变校正[J]. 行麦玲,刘贱平,林家明,沙定国,苏大图.  光学技术. 2003(03)
[10]模糊商空间理论(模糊粒度计算方法)[J]. 张铃,张钹.  软件学报. 2003(04)



本文编号：3196478