海上搜尋無人機移動目標識別與跟蹤.pdf

1、無人機對地和對海面目標尤其是移動目標的探測與跟蹤已成為現(xiàn)代軍用和民用偵察的重要手段，本論文研究無人機對海面移動目標識別與跟蹤相關(guān)技術(shù)，解決目標識別與跟蹤、穩(wěn)定平臺及其控制和無人機對移動目標制導控制律應用中的關(guān)鍵技術(shù)問題。無人機對海面移動目標識別與跟蹤是指由無人機上攜帶的攝像機探測移動目標的圖像信息，經(jīng)圖像處理獲取對目標的定位信息。機載穩(wěn)定平臺能依據(jù)圖像定位信息自動調(diào)整安裝在穩(wěn)定平臺上攝像機的方位角和俯仰角，使被跟蹤的海面目標始終保持在攝

2、像機的視場中心，穩(wěn)定平臺的離軸角用于無人機對移動目標的制導控制，實現(xiàn)無人機及其偵察吊艙持續(xù)對海面移動目標的跟蹤。
　　本論文研究內(nèi)容主要包括三個方面：
　　(1)圖像處理技術(shù)。首先對由攝像機獲取的圖像進行預處理、分割，并利用Hu不變矩對目標進行特征提取，用最小距離分類法對目標識別；然后利用自適應更新模板匹配和基于H?濾波器預測相結(jié)合的方法對移動目標進行跟蹤；最后提出了利用圖像信息和導航信息融合的方法對目標進行精確定位，并計算

3、出穩(wěn)定伺服平臺需要調(diào)整的角度。
　　(2)機載穩(wěn)定平臺跟蹤控制。首先對穩(wěn)定平臺原理進行研究；隨后對系統(tǒng)總體性能進行了分析，并對系統(tǒng)的主要部件進行數(shù)學建模；最后在系統(tǒng)中針對摩擦力對跟蹤精度的影響，提出了利用后推法(Backstepping)設計PID滑模面的滑模控制器并進行了數(shù)字仿真。
　　(3)無人機目標跟蹤制導控制。首先建立了無人機的運動學模型，分析了無人機和運動目標相對運動，并對相對距離變化進行數(shù)學建模，隨后分別設計了基