基于圖像處理的四旋翼自動著陸控制系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，無人機在軍民應(yīng)用的信息化領(lǐng)域具有舉足輕重的地位，使用十分廣泛。無人機造價較低、以其良好的適應(yīng)力、多樣化的功能等良好特性使其成為科研的潛在熱點。由于著陸環(huán)節(jié)的故障發(fā)生率極高，軍用和民用領(lǐng)域應(yīng)用時對其智能化著陸系統(tǒng)又有著很高需求，因此對于自動著陸的實現(xiàn)和改善顯得十分必要。尤其著陸過程在整個無人機航行中是相對重要且復(fù)雜的環(huán)節(jié)，如何實現(xiàn)其安全精確著陸是無人機研發(fā)領(lǐng)域的一個關(guān)鍵技術(shù)。本課題為基于單目攝像機的圖像處理技術(shù)來實現(xiàn)四旋翼飛行器自動

2、著陸控制系統(tǒng)的設(shè)計研究。主要工作如下:
　　首先，對無人機自動著陸系統(tǒng)的研究背景、研究目的、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及展望進行了簡要的闡述，并對四旋翼飛行器的控制原理和自動著陸的用途及特點進行了詳細(xì)的介紹;
　　其次，采用了高斯金字塔算法進行向下采樣減少數(shù)據(jù)量;通過幾種算法效果對比利用實時性更好的二值化對圖像進行閾值分割;采用開-閉運算、Sobel算子進行圖像降噪并完成圖像輪廓提取;
　　再次，對已經(jīng)獲取的圖像信息采用霍夫變換

3、對其完成特征提取，根據(jù)所提取的角點來判斷并糾正飛行位姿，使達到機身坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系相重合，進入待降落模式;
　　最后，經(jīng)過比較采用比經(jīng)典PID調(diào)節(jié)收斂更加迅速的粒子群算法(PSO)進行PID控制器的設(shè)計，利用Simulink來構(gòu)建仿真模型，從而使著陸角度和高度達到穩(wěn)態(tài)模式，并進行實驗來判斷基于粒子群算法的PID控制部分對自動著陸的誤差精度影響，初步完成了對四旋翼飛行器自動著陸的功能實現(xiàn)。
　　通過本論文的研究，是對四旋翼飛