基于四旋翼飞行器的目标识别跟踪系统的研究
发布时间：2022-02-15 07:36
随着四旋翼飞行器的普及,四旋翼飞行器的研究价值日益凸显,在航拍摄影、赛事直播、物流运输、自动跟踪等工作中都有着广泛的应用,基于四旋翼飞行器的目标识别与跟踪也是当前无人机领域的一个热点问题。本文对四旋翼飞行器飞行控制原理进行研究,以四旋翼为平台,搭载摄像头,对基于四旋翼飞行器的目标识别与跟踪系统进行深入的研究。本文主要研究内容如下:首先,介绍了本文的研究意义,对国内外相关课题的研究现状以及取得的一些成果进行简单介绍,分析本文主要研究内容,提出了系统整体设计方案。其次,对四旋翼飞行器相关原理进行研究,设计四旋翼飞行器,对采集的传感器数据分析研究,包括传感器数据校正和传感器滤波。分析研究四旋翼飞行器姿态融合及姿态解算算法,对四旋翼飞行器姿态控制算法进行研究。然后,分析回传视频特点,针对视频图像模糊问题,研究相关图像增强算法,针对视频抖动问题,对视频运动模进行分析研究,分析基于特征点匹配的全局运动估计,建立数学模型,完成视频图像增强及稳像处理。在此基础上,研究核相关滤波目标识别跟踪算法,分析该算法中循环矩阵的生成原理,对其提速原理进行相关研究。最后,进行系统整合,四旋翼飞行器搭载图传摄像头,拍...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统总体设计图
图 2-1 四旋翼飞行器组装图系统主控处理器采用意法半导体 STM32407 单片机，主频可达 168MHz，模块相连，主要作用是读取传感器数据，对数据进行处理计算，并完成态及其位置控制，负责整个系统的协调。姿态传感器选取的是集成惯性传感器 MPU-9250，此芯片集成了 3 轴重力三轴陀螺仪及三轴磁力计，还有温度传感器，可对数据进行温度补偿，动处理器功能。高度传感器选择超声波传感器，进行高度控制。光流位要用于获得当前四旋翼相对于地面的移动速度，用于位置控制。遥控接于对操作者发送遥控数据的解析，遥控模式下接收遥控数据，控制四轴模式下辅助跟踪。无线通信模块用于接收地面站目标识别传送回来的目，在调试状态下用于参数传输及四轴状态传输。电源模块主要提供飞行作电源，利用稳压芯片，对锂电池输出电压进行降压，输出 5V、3.3V 及出，满足系统电源需求。除此之外还包括其他一些辅助模块，包括 LED
图 2-2 四旋翼飞行器控制系统方案根据四旋翼的系统设计框图设计飞行控制器电路图，四旋翼飞行器控制系统电路原理图如图 2-3 所示。图 2-3 四旋翼飞行器控制系统电路原理图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的四旋翼无人机在线监测系统研究[J]. 周健,王远航,黄创绵,杨剑锋,严拴航,闫攀峰. 电子产品可靠性与环境试验. 2018(01)
[2]基于多子块联合估计的相关滤波跟踪[J]. 曹洁,解博江,李伟,王进花. 计算机应用研究. 2018(12)
[3]基于视觉的小型四旋翼飞行器跟踪系统研究[J]. 杜轩,秦波,孔珍珠. 内燃机与配件. 2018(03)
[4]改进的KCF红外空中目标跟踪方法[J]. 郑武兴,王春平,付强. 激光与红外. 2017(12)
[5]四旋翼飞行器姿态与位置的DIC-PID控制[J]. 陈晓磊,颜俊. 电光与控制. 2017(12)
[6]基于Apriltags改进算法的无人机移动目标识别与跟踪[J]. 贾配洋,彭晓东,沈菲菲,高辰,周武根. 电子设计工程. 2017(17)
[7]快速尺度估计的核相关滤波目标跟踪[J]. 丁建伟,唐云祁,田华伟,李欣. 科学技术与工程. 2017(15)
[8]基于KCF跟踪算法的目标轨迹记录系统[J]. 张乘龙,夏筱筠,柏松,姚恺丰. 计算机系统应用. 2017(05)
[9]基于KCF框架的长时间视频目标跟踪算法[J]. 梁硕,陈金勇,吴金亮,王长力. 无线电通信技术. 2017(02)
[10]目标识别跟踪系统的图像收集处理软件流程设计[J]. 孟丽洁,徐锋,徐燕,陈文星,张春晶. 火力与指挥控制. 2017(03)
博士论文
[1]基于视频的人体目标跟踪与识别技术研究[D]. 余杰.电子科技大学 2016
[2]基于视觉的微小型四旋翼飞行机器人位姿估计与导航研究[D]. 郑伟.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]基于双目视觉的四旋翼无人机定位系统设计与实现[D]. 何芳.哈尔滨工业大学 2017
[2]四旋翼无人机轨迹跟踪与自主着陆控制研究[D]. 龚有敏.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于HOG特征的船舶识别跟踪算法[D]. 吴南.大连海事大学 2017
[4]基于KCF跟踪算法的目标轨迹记录系统的设计与实现[D]. 张乘龙.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2017
[5]四旋翼无人机控制方法研究[D]. 宁鑫.哈尔滨工业大学 2017
[6]运动车辆目标识别及跟踪技术研究[D]. 李萍.中北大学 2016
[7]视频监控中基于ICP算法的多目标跟踪技术研究与实现[D]. 宫世杰.山东大学 2016
[8]基于DSP的目标检测与跟踪系统的研究与设计[D]. 陈大龙.燕山大学 2016
[9]基于NSCT的图像增强算法研究[D]. 刘璐.新疆大学 2016
[10]基于KCF的视频中运动物体的跟踪系统[D]. 李娟.湖南师范大学 2016
本文编号：3626207
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统总体设计图
图 2-1 四旋翼飞行器组装图系统主控处理器采用意法半导体 STM32407 单片机，主频可达 168MHz，模块相连，主要作用是读取传感器数据，对数据进行处理计算，并完成态及其位置控制，负责整个系统的协调。姿态传感器选取的是集成惯性传感器 MPU-9250，此芯片集成了 3 轴重力三轴陀螺仪及三轴磁力计，还有温度传感器，可对数据进行温度补偿，动处理器功能。高度传感器选择超声波传感器，进行高度控制。光流位要用于获得当前四旋翼相对于地面的移动速度，用于位置控制。遥控接于对操作者发送遥控数据的解析，遥控模式下接收遥控数据，控制四轴模式下辅助跟踪。无线通信模块用于接收地面站目标识别传送回来的目，在调试状态下用于参数传输及四轴状态传输。电源模块主要提供飞行作电源，利用稳压芯片，对锂电池输出电压进行降压，输出 5V、3.3V 及出，满足系统电源需求。除此之外还包括其他一些辅助模块，包括 LED
图 2-2 四旋翼飞行器控制系统方案根据四旋翼的系统设计框图设计飞行控制器电路图，四旋翼飞行器控制系统电路原理图如图 2-3 所示。图 2-3 四旋翼飞行器控制系统电路原理图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的四旋翼无人机在线监测系统研究[J]. 周健,王远航,黄创绵,杨剑锋,严拴航,闫攀峰. 电子产品可靠性与环境试验. 2018(01)
[2]基于多子块联合估计的相关滤波跟踪[J]. 曹洁,解博江,李伟,王进花. 计算机应用研究. 2018(12)
[3]基于视觉的小型四旋翼飞行器跟踪系统研究[J]. 杜轩,秦波,孔珍珠. 内燃机与配件. 2018(03)
[4]改进的KCF红外空中目标跟踪方法[J]. 郑武兴,王春平,付强. 激光与红外. 2017(12)
[5]四旋翼飞行器姿态与位置的DIC-PID控制[J]. 陈晓磊,颜俊. 电光与控制. 2017(12)
[6]基于Apriltags改进算法的无人机移动目标识别与跟踪[J]. 贾配洋,彭晓东,沈菲菲,高辰,周武根. 电子设计工程. 2017(17)
[7]快速尺度估计的核相关滤波目标跟踪[J]. 丁建伟,唐云祁,田华伟,李欣. 科学技术与工程. 2017(15)
[8]基于KCF跟踪算法的目标轨迹记录系统[J]. 张乘龙,夏筱筠,柏松,姚恺丰. 计算机系统应用. 2017(05)
[9]基于KCF框架的长时间视频目标跟踪算法[J]. 梁硕,陈金勇,吴金亮,王长力. 无线电通信技术. 2017(02)
[10]目标识别跟踪系统的图像收集处理软件流程设计[J]. 孟丽洁,徐锋,徐燕,陈文星,张春晶. 火力与指挥控制. 2017(03)
博士论文
[1]基于视频的人体目标跟踪与识别技术研究[D]. 余杰.电子科技大学 2016
[2]基于视觉的微小型四旋翼飞行机器人位姿估计与导航研究[D]. 郑伟.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]基于双目视觉的四旋翼无人机定位系统设计与实现[D]. 何芳.哈尔滨工业大学 2017
[2]四旋翼无人机轨迹跟踪与自主着陆控制研究[D]. 龚有敏.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于HOG特征的船舶识别跟踪算法[D]. 吴南.大连海事大学 2017
[4]基于KCF跟踪算法的目标轨迹记录系统的设计与实现[D]. 张乘龙.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2017
[5]四旋翼无人机控制方法研究[D]. 宁鑫.哈尔滨工业大学 2017
[6]运动车辆目标识别及跟踪技术研究[D]. 李萍.中北大学 2016
[7]视频监控中基于ICP算法的多目标跟踪技术研究与实现[D]. 宫世杰.山东大学 2016
[8]基于DSP的目标检测与跟踪系统的研究与设计[D]. 陈大龙.燕山大学 2016
[9]基于NSCT的图像增强算法研究[D]. 刘璐.新疆大学 2016
[10]基于KCF的视频中运动物体的跟踪系统[D]. 李娟.湖南师范大学 2016
本文编号：3626207
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