基于視覺(jué)的無(wú)人直升機(jī)自主著陸研究.pdf

1、無(wú)人直升機(jī)對(duì)起降條件要求低、飛行穩(wěn)定性好、可控性好、遂行復(fù)雜任務(wù)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，使其成為研究的熱點(diǎn)。導(dǎo)航系統(tǒng)是無(wú)人直升機(jī)的核心系統(tǒng)，基于視覺(jué)的導(dǎo)航系統(tǒng)能夠?yàn)槠涮峁┹^為精確的位姿信息，成為首選方式。本文針對(duì)無(wú)人直升機(jī)視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)中的攝像機(jī)模型與標(biāo)定、位姿參數(shù)確定、著陸目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤等開(kāi)展詳細(xì)研究。本研究整體系統(tǒng)的主要思想是通過(guò)視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)，使無(wú)人直升機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定目標(biāo)識(shí)別和跟蹤，完成無(wú)人直升機(jī)自主著陸過(guò)程。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴著陸

2、引導(dǎo)標(biāo)識(shí)預(yù)處理。通過(guò)成像設(shè)備采集圖像，之后對(duì)采集到的圖像進(jìn)行直方圖灰度化、噪聲濾波、邊緣檢測(cè)處理。同時(shí)，針對(duì)邊緣檢測(cè)算子濾除偽邊緣的不足，本文改進(jìn)該種邊緣算法，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 Canny邊緣算子原理的雙閾值確定法，將圖像灰度分為三個(gè)區(qū)域，通過(guò)求取三個(gè)區(qū)域的灰度平均值和每個(gè)區(qū)域灰度占總體的概率，之后求取方差的大小，確定方差最大時(shí)的最佳兩閾值。通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真模擬，證明該方法能夠有效加強(qiáng)邊緣的強(qiáng)化和偽邊緣的去除。⑵根據(jù)二維圖像與三維場(chǎng)景的空間幾

3、何關(guān)系，定義相應(yīng)的坐標(biāo)系，建立攝像機(jī)成像模型。之后根據(jù)攝像機(jī)成像模型對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到攝像機(jī)設(shè)備的內(nèi)部參數(shù)。⑶在圖像預(yù)處理之后，運(yùn)用Harris角點(diǎn)方法對(duì)圖像進(jìn)行角點(diǎn)標(biāo)記和提取。將得到的角點(diǎn)信息輸入到建立的無(wú)人直升機(jī)位姿方程中，求解出無(wú)人直升機(jī)的姿態(tài)和位置。通過(guò)仿真模擬證明：無(wú)人直升機(jī)位姿算法是正確的和準(zhǔn)確的。⑷對(duì)圖像進(jìn)行輪廓提取技術(shù)，基于視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的檢測(cè)和識(shí)別，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位。依據(jù)相關(guān)參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)基于有色噪聲的無(wú)色卡爾曼