基于卷积神经网络的自主空中加油识别测量技术研究

发布时间：2021-10-06 17:12

　　空中加油作为提高飞行器作战半径的有效手段之一,经历了从人工训练对接到监视辅助对接的发展。而作为空中加油发展方向的自主空中加油技术,在我国尚处于起步研究阶段。空中复杂环境下飞行器之间的相对位姿测量是自主空中加油任务的关键技术之一。自主空中加油任务具有危险性大和环境复杂度高的特点,因此对其测量系统的鲁棒性、测量范围、测量精度和计算能力等方面的要求较高。本课题以自主空中加油相对定位技术为导向,深入研究分析现有测量手段,结合卷积神经网络的深度学习优势,通过对相关关键技术的创新和改进实现了基于卷积神经网络的自主空中加油识别测量系统,主要工作如下:本文构建了基于单目视觉的无合作标志自主空中加油相对位姿测量系统数学模型,并确立了测量系统运行框架。参考张氏相机标定法对构建的视觉测量系统进行标定得到系统内参数,为相对位姿估计奠定测量基础。根据监督学习的思路进行了自主空中加油锥套识别与跟踪数据集的构建。基于加油锥套与受油飞行器之间的相对运动和环境条件提出了数据增广方法,从而为锥套的识别与跟踪阶段提供更有效的训练数据。针对锥套目标初始捕获阶段的相关关键技术需求,分别提出了基于弧级特征和基于多感受野卷积神经网... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省

【文章页数】：182 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

自主空中加油过程

基于卫星定位的自主空中加油相对定位技术

激光光场相对定位原理

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特征建模的空间非合作目标姿态智能测量方法[J]. 王立,顾营迎.  空间控制技术与应用. 2019(04)
[2]Docking navigation method for UAV autonomous aerial refueling[J]. Delin LUO,Jiang SHAO,Yang XU,Jinpeng ZHANG.  Science China（Information Sciences）. 2019(01)
[3]自主空中加油单目视觉导航误差影响因素研究[J]. 吴雷,孙永荣,李旺灵,赵伟.  电子测量与仪器学报. 2018(11)
[4]具有同心圆特征的非合作目标超近距离姿态测量[J]. 王珂,陈小梅,韩旭.  光电工程. 2018(08)
[5]Drogue detection for autonomous aerial refueling based on convolutional neural networks[J]. Wang Xufeng,Dong Xinmin,Kong Xingwei,Li Jianmin,Zhang Bo.  Chinese Journal of Aeronautics. 2017(01)
[6]一种基于DLT模型改进的三维相机标定算法研究[J]. 王青山.  测绘与空间地理信息. 2016(12)
[7]自主空中加油飞行对接演示平台设计与实现[J]. 单尧,孙永荣,黄斌,李旺灵.  电子测量技术. 2016(12)
[8]基于视觉的自主空中加油锥套检测与跟踪[J]. 秦勇,王宏伦,苏子康,姚鹏.  战术导弹技术. 2016(06)
[9]基于TLD算法的加油锥套跟踪[J]. 高宇,孔星炜,董新民,王海涛,王健.  应用光学. 2016(03)
[10]无人机软式自主空中加油视觉导航方法[J]. 吴腾飞,周鑫,袁锁中.  测控技术. 2015(09)

博士论文
[1]图像感知哈希测评基准及算法研究[D]. 张慧.哈尔滨工业大学 2009

硕士论文
[1]基于多视图重建的非合作目标位姿测量研究[D]. 夏星宇.南京邮电大学 2019
[2]基于双目视觉的无人机自主空中加油对接导航方法[D]. 李柱.厦门大学 2017
[3]基于视觉/GPS混合引导的无人机空中加油对接控制[D]. 朱虎.南京航空航天大学 2017
[4]基于INS/GPS/视觉的自主空中加油相对位姿估计算法研究[D]. 刘德峰.南京航空航天大学 2017
[5]锥套图像检测识别与飞行演示验证研究[D]. 杨博文.南京航空航天大学 2016
[6]无人机软式自主空中加油视觉导航技术研究[D]. 吴腾飞.南京航空航天大学 2015
[7]基于双目视觉的无人机空中加油特征匹配方法研究[D]. 周婷.厦门大学 2014
[8]锥套红外图像的匹配算法研究[D]. 王艳.南京航空航天大学 2014



本文编号：3420422