GPS失效情況下農(nóng)用無人機(jī)視覺導(dǎo)航關(guān)鍵算法研究.pdf

1、基于計(jì)算機(jī)視覺的導(dǎo)航技術(shù)具有精度高、不易受電子干擾等特點(diǎn)，在無人機(jī)導(dǎo)航研究領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注，本文將計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用于GPS失效情況下農(nóng)用無人機(jī)自主導(dǎo)航研究中。首先采用優(yōu)化的Hough變換直線提取算法從農(nóng)田航拍圖像中準(zhǔn)確提取直線，然后采用基于MSLD直線描述子和全局幾何約束的直線匹配算法對提取直線進(jìn)行直線匹配，最后根據(jù)得到的2D/3D匹配直線對的幾何信息對農(nóng)用無人機(jī)完成位姿狀態(tài)估計(jì)。論文的主要工作和研究成果包括:
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2、邊緣檢測，闡述了邊緣檢測的基本思想，總結(jié)并對比了不同邊緣檢測算子，通過分析各個算子的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合邊緣圖像的應(yīng)用目的，最終選擇Canny算子進(jìn)行邊緣檢測，該算子具有信噪比大、檢測精度高和單邊緣響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。
　　(2)直線提取，闡述了Hough變換的基本原理，針對現(xiàn)有基于Hough變換直線提取算法存在的問題，提出了邊緣曲率分割思想和直線合并策略，并結(jié)合自適應(yīng)中值濾波、邊緣圖像二值化提出了優(yōu)化的直線提取算法，該算法抗干擾能力強(qiáng)、定位精

3、確，且直線提取速度大大提高。
　　(3)直線匹配，針對現(xiàn)有直線匹配算法缺乏有效幾何約束的問題，提出一種基于直線鄰域信息的MSLD直線特征描述子和全局幾何約束的直線匹配算法，該算法提高了直線匹配的正確匹配率，同時對于圖像的各種變換具有更強(qiáng)的魯棒性。
　　(4)位姿估計(jì)，研究了基于2D/3D直線匹配的四元數(shù)位姿估計(jì)算法，結(jié)合全角度四元數(shù)與歐拉角轉(zhuǎn)換的研究，提出了LQL+算法，從理論上準(zhǔn)確估計(jì)出農(nóng)用無人機(jī)的位姿狀態(tài)。
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