室內(nèi)飛行定位系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)和人工智能理論的發(fā)展,應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的定位理論和技術(shù)有了長足的進(jìn)步。定位技術(shù)在工業(yè)、軍事、民用和科學(xué)探索等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用空間,比如軍事上的偵查、民用方面的導(dǎo)航、勘探、和醫(yī)療外科手術(shù)的定位系統(tǒng)等。本文研究的室內(nèi)飛行定位系統(tǒng),能實(shí)時(shí)的給出目標(biāo)對象的位置、速度、姿態(tài)等信息,并實(shí)時(shí)反饋給飛行控制系統(tǒng),為室內(nèi)飛行實(shí)驗(yàn)提供飛行參數(shù)信息。論文的主要工作和貢獻(xiàn)如下:1)分析了攝像機(jī)成像模型,介紹了攝像機(jī)基于線

2、性模型和非線性模型的小孔成像原理,并消除了攝像機(jī)畸變給成像帶來的影響。2)分析闡述了張氏標(biāo)定的原理,基于OpenCV庫實(shí)現(xiàn)了標(biāo)定功能,通過兩條射線確定一點(diǎn)的基本原理,求解出目標(biāo)點(diǎn)位置。3)通過標(biāo)記點(diǎn)的設(shè)計(jì),由三個(gè)不同顏色標(biāo)記點(diǎn)的相對位置,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)計(jì)算小型無人直升機(jī)的飛行姿態(tài)參數(shù)信息。4)在多攝像機(jī)工作過程中,圖像識別效率對于系統(tǒng)有著重要的意義。本文給出了一種優(yōu)化的圖像掃描算法,提高了圖像特征點(diǎn)識別的效率,節(jié)省了資源。5)分析了在多攝像

3、機(jī)工作過程中的同步問題,分析了在高速運(yùn)動狀態(tài)下同步問題給系統(tǒng)帶來的影響,并給出了同步問題的實(shí)踐解決方案。6)分析了室內(nèi)飛行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的噪聲問題,為了消除環(huán)境對特征點(diǎn)識別過程中的影響,除了優(yōu)化硬件環(huán)境外,在攝像機(jī)組工作過程中,采用了過濾干擾點(diǎn)的算法來減少環(huán)境的干擾。論文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的室內(nèi)飛行定位系統(tǒng),能實(shí)時(shí)給出小型無人直升機(jī)的位置、速度、姿態(tài)等信息,并且將這些信息實(shí)時(shí)傳遞給飛行控制系統(tǒng),支持飛行控制算法的計(jì)算,是室內(nèi)環(huán)境下飛行控制技術(shù)研究的關(guān)