光流传感器设计与研究

发布时间：2022-10-18 16:21

　　伴随人工智能这波大浪潮的到来,无人机在各行各业的需求量逐步加大。无人机完成预定的任务,需要提前获取自身的位置和姿态数据,因此无人机的定位问题是无人机领域的一个基本研究问题。基于视觉来做无人机的定位导航技术是目前无人机、机器人研究领域的一个热门研究方向。视觉是无人机感知周围环境的一个重要信息来源,它能够帮助无人机在执行任务进程中获取更准确的环境数据。在计算机视觉技术持续革新的过程中,环境感知传感器如同雨后春笋般不断的涌现出来。光流传感器则是其中具有代表性的一个传感器,它逐步应用于距离估算、空中定位、平稳着陆、路径记录等任务当中。光流传感器通过摄像头获取图像数据,超声波捕获高度数据以及陀螺仪采集姿态数据,再经过数据融合算法处理,将处理的数据最终反馈至无人机控制器。从而使无人机控制器准确控制飞机姿态,以确保无人机保持正确的姿态与位置。本设计的主控芯片采用stm32f4（ARM控制器）,图像采集摄像头采用HDR、高帧率的ov7740摄像头。实验结果证明设计方案极大的提升了光流传感器的性能。本文第一章首先对光流传感器的研究意义和国内外发展现状进行了简要概述,在后续章节中,相继介绍了光流传感器的基... 

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 研究现状
    1.3 论文研究内容
    1.4 论文结构安排
第2章 光流传感器系统结构和算法原理
    2.1 概述
    2.2 光流计算的基本方法
    2.3 光流传感器系统设计
    2.4 光流传感器主要技术指标及关键点
第3章 光流传感器电路设计
    3.1 电源系统设计
    3.2 摄像头电路设计
    3.3 陀螺仪电路设计
    3.4 EEPROM电路设计
    3.5 ARM主控模块设计
    3.6 接口电路设计
    3.7 PCB布局布线设计
第4章 光流传感器软件设计
    4.1 设备驱动
        4.1.1 摄像头驱动设计
            4.1.1.1 OV7740寄存器配置与SCCB驱动时序
            4.1.1.2 DCMI数字摄像头接口的驱动
        4.1.2 陀螺仪驱动
        4.1.3 超声波驱动
        4.1.4 EEPROM驱动
    4.2 通信协议
    4.3 软件整体流程
第5章 测试结果分析
    5.1 光流传感器动态范围研究
    5.2 光流传感器数据处理速度研究
    5.3 高度范围与精度研究
第6章 总结和展望
    6.1 主要研究工作
    6.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的基于光流的鲁棒多尺度运动估计算法[J]. 黄赞,张宪民.  华南理工大学学报(自然科学版). 2009(11)
[2]惯性导航系统的发展及其关键技术综述[J]. 徐景硕,周胜明,蒋华君.  科技信息. 2009(35)
[3]自主视觉导航方法综述[J]. 黄显林,姜肖楠,卢鸿谦,李明明.  吉林大学学报(信息科学版). 2010(02)
[4]无人机地面站发展综述[J]. 周焱.  航空电子技术. 2010(01)
[5]基于LabVIEW VISA智能车无线调试系统[J]. 侯明,付兴建,吴迎年,柏森.  国外电子测量技术. 2012(01)
[6]基于气动模型辅助的四旋翼飞行器室内自主导航方法[J]. 吕品,赖际舟,杨天雨,刘建业,朱斌,宋亦凡.  航空学报. 2015(04)
[7]基于光流传感器的四旋翼飞行器悬停校正[J]. 吕强,倪佩佩,王国胜,刘峰.  装甲兵工程学院学报. 2014(03)
[8]光流的计算技术[J]. 刘国锋,诸昌钤.  西南交通大学学报. 1997(06)
[9]计算机视觉中运动分析的连续处理方法综述[J]. 傅洁,吴立德.  模式识别与人工智能. 1991 (01)

博士论文
[1]基于特征点的图像配准技术研究[D]. 廖斌.国防科学技术大学 2008

硕士论文
[1]小型多旋翼无人机飞行控制器研究[D]. 李旭阳.西安电子科技大学 2014
[2]基于光流法的单目视觉里程计研究[D]. 郑驰.浙江大学 2013
[3]四轴飞行器单目视觉室内导航的研究与实现[D]. 余必举.东北大学 2012
[4]一种基于光流和自运动估计的导航定位方法[D]. 温同鑫.华中科技大学 2012
[5]基于昆虫灵感的视觉导航方法研究[D]. 曾雪莲.北京理工大学 2008
[6]基于光流场的视频运动检测[D]. 董颖.山东大学 2008



本文编号：3692653