基于双目视觉的无人机目标追踪系统研究
发布时间：2021-12-29 10:26
目标追踪是旋翼无人机的一个重要的研究以及应用方向。本文针对无人机目标追踪任务中目标形态多变、追踪场景多变、传感器信号不稳定等问题,设计了一种基于双目视觉的旋翼无人机长时间目标追踪算法,并设计实验验证本文算法可用于行人、车辆追踪,引导降落,目标引导等多种场景。本文主要的工作与贡献如下（1）本文回顾了金字塔L-K光流法以及Sift特征点匹配的理论知识,介绍了双目系统目标定位的原理,列举了常用的视觉坐标系及其转换矩阵。（2）提出了一种基于TLD框架的目标追踪算法,该算法通过Adaboost算法扩展了经典的TLD算法中检测器模块,提高了目标检测的速度。该算法使用Harris角点作为光流跟踪点,光流计算后综合FB误差与MSD匹配误差筛选光流跟踪点,提高了计算精度和算法效率。（3）市场上大多无人机目标追踪系统仅适用于高空环境,从而无法完成对小型目标的追踪;由于目标在视野中的尺寸、形态等随时间发生变化,这些系统无法长时间有效追踪目标;常见的无人机跟踪系统无法脱离GPS导航系统,同时追踪过程中不能保证与目标相对位置保持不变。针对上述问题本文提出了基于TLD框架目标追踪—目标区域Sift特征点匹配—视差...
【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】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
2雷达标校无人机平台
于均值漂移和似然图像椭圆亮斑检测跟踪算法等一系列理论成果［１，４＿ｓ］，在当处于技术领先水平。上述成果为旋翼无人机目标追踪系统研究提供了大量理据。旋翼无人机目标追踪系统的研究为上述理论提供了新的应用平台。??２０１３年笔者所在课题组开始从事旋翼无人机导航与控制相关领域的研究，??大力拓展应用方向。目前已完成了四轴、六轴、八轴等多系列多载重的空中，且陆续为相关单位研制多款专用旋翼无人机。课题组为空军研制的国内首达标校无人机平台已取得成功，该旋翼无人机最大升限２５００米、最大起飞１１ｋｇ、抗风等级５级、悬停精度优于１米，已在西北某基地列装使用。课题江苏盱眙某风电场设计的风机叶片残损检测无人机平台，替代了危险的人工，该无人机可沿叶片自主作业且自动避障已用于实际生产。课题组还在水质、植被保护等领域为有关单位设计了数款专用无人机平台，均已在生产实践用。课题组成熟的旋翼无人机研制技术，为无人机目标追踪应用研究提供了的保障。??
图１．４无人机高空目标追踪??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Opencv与Matlab的双目测距系统研究[J]. 肖静文,青鑫月,万琦. 信息通信. 2015(02)
[2]基于高斯金字塔的运动目标检测[J]. 屠礼芬,仲思东,彭祺,梅天灿. 中南大学学报(自然科学版). 2013(07)
[3]GPS/INS松组合与紧组合的实现与定位精度比较[J]. 仇立成,姚宜斌,祝程程. 测绘地理信息. 2013(03)
[4]基于改进SIFT算法的图像匹配方法[J]. 程德志,李言俊,余瑞星. 计算机仿真. 2011(07)
[5]基于拉普拉斯金字塔变换的图像融合算法研究[J]. 陈浩,王延杰. 激光与红外. 2009(04)
[6]一种改进的快速SIFT特征匹配算法[J]. 张羽,朱丹,王玉良. 微计算机信息. 2008(33)
[7]无人机的发展现状与展望[J]. 淳于江民,张珩. 飞航导弹. 2005(02)
[8]基于残差平方和的光流场正则化方法[J]. 范勇,游志胜,张建州,郑文琛,冯子亮,王荣. 光电工程. 2001(06)
博士论文
[1]基于空中机器人平台的运动目标检测和视觉导航[D]. 张栋.浙江大学 2013
[2]基于视觉的微小型无人直升机位姿估计与目标跟踪研究[D]. 徐伟杰.浙江大学 2012
[3]空中机器人视觉导航与控制若干问题研究[D]. 谷雨.浙江大学 2009
[4]Mean Shift及相关算法在视频跟踪中的研究[D]. 朱胜利.浙江大学 2006
硕士论文
[1]双天线GPS/SINS组合导航系统研究与设计[D]. 郑京森.浙江大学 2017
[2]GPS/Visual/INS多传感器融合导航算法的研究[D]. 王加芳.浙江大学 2017
[3]多旋翼无人机高空飞行稳定控制问题研究[D]. 李诚龙.浙江大学 2016
[4]面向小型旋翼无人机的低成本组合导航算法研究[D]. 温雅丽.浙江大学 2016
[5]小型无人直升机跟踪地面移动目标控制策略研究[D]. 谌婷.浙江大学 2013
[6]微小型无人直升机地标跟踪研究[D]. 周超.浙江大学 2011
本文编号：3555942
【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】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
2雷达标校无人机平台
于均值漂移和似然图像椭圆亮斑检测跟踪算法等一系列理论成果［１，４＿ｓ］，在当处于技术领先水平。上述成果为旋翼无人机目标追踪系统研究提供了大量理据。旋翼无人机目标追踪系统的研究为上述理论提供了新的应用平台。??２０１３年笔者所在课题组开始从事旋翼无人机导航与控制相关领域的研究，??大力拓展应用方向。目前已完成了四轴、六轴、八轴等多系列多载重的空中，且陆续为相关单位研制多款专用旋翼无人机。课题组为空军研制的国内首达标校无人机平台已取得成功，该旋翼无人机最大升限２５００米、最大起飞１１ｋｇ、抗风等级５级、悬停精度优于１米，已在西北某基地列装使用。课题江苏盱眙某风电场设计的风机叶片残损检测无人机平台，替代了危险的人工，该无人机可沿叶片自主作业且自动避障已用于实际生产。课题组还在水质、植被保护等领域为有关单位设计了数款专用无人机平台，均已在生产实践用。课题组成熟的旋翼无人机研制技术，为无人机目标追踪应用研究提供了的保障。??
图１．４无人机高空目标追踪??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Opencv与Matlab的双目测距系统研究[J]. 肖静文,青鑫月,万琦. 信息通信. 2015(02)
[2]基于高斯金字塔的运动目标检测[J]. 屠礼芬,仲思东,彭祺,梅天灿. 中南大学学报(自然科学版). 2013(07)
[3]GPS/INS松组合与紧组合的实现与定位精度比较[J]. 仇立成,姚宜斌,祝程程. 测绘地理信息. 2013(03)
[4]基于改进SIFT算法的图像匹配方法[J]. 程德志,李言俊,余瑞星. 计算机仿真. 2011(07)
[5]基于拉普拉斯金字塔变换的图像融合算法研究[J]. 陈浩,王延杰. 激光与红外. 2009(04)
[6]一种改进的快速SIFT特征匹配算法[J]. 张羽,朱丹,王玉良. 微计算机信息. 2008(33)
[7]无人机的发展现状与展望[J]. 淳于江民,张珩. 飞航导弹. 2005(02)
[8]基于残差平方和的光流场正则化方法[J]. 范勇,游志胜,张建州,郑文琛,冯子亮,王荣. 光电工程. 2001(06)
博士论文
[1]基于空中机器人平台的运动目标检测和视觉导航[D]. 张栋.浙江大学 2013
[2]基于视觉的微小型无人直升机位姿估计与目标跟踪研究[D]. 徐伟杰.浙江大学 2012
[3]空中机器人视觉导航与控制若干问题研究[D]. 谷雨.浙江大学 2009
[4]Mean Shift及相关算法在视频跟踪中的研究[D]. 朱胜利.浙江大学 2006
硕士论文
[1]双天线GPS/SINS组合导航系统研究与设计[D]. 郑京森.浙江大学 2017
[2]GPS/Visual/INS多传感器融合导航算法的研究[D]. 王加芳.浙江大学 2017
[3]多旋翼无人机高空飞行稳定控制问题研究[D]. 李诚龙.浙江大学 2016
[4]面向小型旋翼无人机的低成本组合导航算法研究[D]. 温雅丽.浙江大学 2016
[5]小型无人直升机跟踪地面移动目标控制策略研究[D]. 谌婷.浙江大学 2013
[6]微小型无人直升机地标跟踪研究[D]. 周超.浙江大学 2011
本文编号：3555942
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