基于iOS移动平台的无人机视频处理与远程控制技术的研究与实现

发布时间：2017-08-12 15:10

  本文关键词：基于iOS移动平台的无人机视频处理与远程控制技术的研究与实现

  更多相关文章： 无人机 远程控制 移动终端 视频处理

【摘要】：近年来无人机不仅被用在军事领域,而且在民用领域的应用也越来越广泛。目前无人机的控制主要以人工控制方式为主,随着移动设备的普及,使用移动终端替代传统控制手柄已成为小型无人机控制端更为先进的解决方案。本文首先进行了无人机视频处理及飞行控制系统的需求分析,确定了分辨率、延迟、卡顿等视频处理的性能指标以及飞行指令传输协议等,并进行了系统的总体设计。将无人机系统分为飞行前端和移动控制后端两部分来实现,飞行前端采用V4L2接口实现原始视频数据的采集,使用FFmpeg库将原始视频数据进行压缩成为h.264格式的视频数据,再根据实时流传输协议将编码后的视频数据发送给移动控制后端。移动终端接收到h.264格式的视频数据后,采用FFmpeg库对其进行解码,获取YUV格式的视频帧数据,然后使用iOS平台的图像渲染技术将视频数据实时呈现在其屏幕面,同时实现对视频的截图和录制。在飞行控制方面,移动控制后端首先向前端申请权限验证,获得经过无线网络加密算法加密的返回数据后,对其进行解密获得权限码,随后通过虚拟摇杆和重力感应接口获取飞行控制指令,将飞行指令和权限码一起发送给飞行前端,飞行前端获得飞行指令并进行权限验证后,控制无人机飞行。系统功能在实验室和实际飞行环境下进行了近一个月的验证。验证结果表明,视频处理的平均延迟为353ms,卡顿平均为0.43次,马赛克平均为0.51次;利用移动终端的虚拟摇杆和重力感应可以控制无人机的飞行,控制延迟平均不超过152ms。
【关键词】：无人机 远程控制 移动终端 视频处理
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 小型无人机发展现状10-11
• 1.2 无人机控制技术发展现状及趋势11-14
• 1.2.1 发展现状11-13
• 1.2.2 发展趋势13-14
• 1.3 课题的研究意义14-15
• 1.4 课题的主要工作15-16
• 1.5 文章组织结构16
• 1.6 本章小结16-17
• 第二章 无人机系统需求描述及总体设计17-27
• 2.1 无人机系统需求描述17-22
• 2.1.1 无人机总体需求设计17-18
• 2.1.2 视频需求描述18-19
• 2.1.3 控制端界面需求描述19-20
• 2.1.4 飞行数据的通讯协议20-22
• 2.2 无人机系统总体设计22-26
• 2.2.1 飞行前端总体设计23-25
• 2.2.2 移动控制后端的设计25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 飞行前端视频处理的实现27-35
• 3.1 视频采集模块的实现27-28
• 3.1.1 视频采集技术研究27
• 3.1.2 视频采集的实现原理27-28
• 3.2 视频编码模块的实现28-31
• 3.2.1 视频编码格式分析28-29
• 3.2.2 视频编码技术研究29-30
• 3.2.3 视频编码的实现原理30-31
• 3.3 视频传输模块的实现31-34
• 3.3.1 视频传输协议研究32-33
• 3.3.2 视频传输技术研究33
• 3.3.3 视频传输模块的实现原理33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 移动控制后端的实现35-63
• 4.1 视频解码模块的实现35-41
• 4.1.1 视频解码技术研究35-37
• 4.1.2 视频解码模块的架构设计37-39
• 4.1.3 模型对象初始化39
• 4.1.4 模型对象读取视频帧数据39-41
• 4.2 视频界面的绘制和视频处理41-46
• 4.2.1 iOS平台下图像绘制技术的研究41-43
• 4.2.2 视图对象初始化43-45
• 4.2.3 视图对象渲染画面45-46
• 4.3 视频截图和本地录像功能的详细实现46-50
• 4.3.1 视频截图的实现46-48
• 4.3.2 本地录制视频48-50
• 4.4 重力感应控制和虚拟摇杆控制的实现50-55
• 4.4.1 虚拟摇杆控制的实现50-52
• 4.4.2 重力感应控制的实现52-55
• 4.5 控制指令的发送55-59
• 4.5.1 iOS中常用的网络请求方法55-58
• 4.5.2 发送控制指令的实现58-59
• 4.6 安全权限设计的实现59-62
• 4.7 本章小结62-63
• 第五章 系统功能验证63-68
• 5.1 实验室环境验证63-65
• 5.2 正式环境验证65-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 工作总结及展望68-70
• 6.1 工作总结68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-73
• 攻读学位期间取得的研究成果73-74
• 致谢74

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本文编号：662225