基于視覺的無人直升機自主著陸研究.pdf

1、無人直升機對起降條件要求低、飛行穩(wěn)定性好、可控性好、遂行復雜任務能力強等特點，使其成為研究的熱點。導航系統(tǒng)是無人直升機的核心系統(tǒng)，基于視覺的導航系統(tǒng)能夠為其提供較為精確的位姿信息，成為首選方式。本文針對無人直升機視覺導航系統(tǒng)中的攝像機模型與標定、位姿參數(shù)確定、著陸目標實時跟蹤等開展詳細研究。本研究整體系統(tǒng)的主要思想是通過視覺導航系統(tǒng)，使無人直升機實現(xiàn)對預定目標識別和跟蹤，完成無人直升機自主著陸過程。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴著陸

2、引導標識預處理。通過成像設備采集圖像，之后對采集到的圖像進行直方圖灰度化、噪聲濾波、邊緣檢測處理。同時，針對邊緣檢測算子濾除偽邊緣的不足，本文改進該種邊緣算法，設計了一個基于 Canny邊緣算子原理的雙閾值確定法，將圖像灰度分為三個區(qū)域，通過求取三個區(qū)域的灰度平均值和每個區(qū)域灰度占總體的概率，之后求取方差的大小，確定方差最大時的最佳兩閾值。通過實驗仿真模擬，證明該方法能夠有效加強邊緣的強化和偽邊緣的去除。⑵根據(jù)二維圖像與三維場景的空間幾

3、何關系，定義相應的坐標系，建立攝像機成像模型。之后根據(jù)攝像機成像模型對攝像機進行標定，得到攝像機設備的內(nèi)部參數(shù)。⑶在圖像預處理之后，運用Harris角點方法對圖像進行角點標記和提取。將得到的角點信息輸入到建立的無人直升機位姿方程中，求解出無人直升機的姿態(tài)和位置。通過仿真模擬證明：無人直升機位姿算法是正確的和準確的。⑷對圖像進行輪廓提取技術(shù)，基于視覺系統(tǒng)實現(xiàn)目標的檢測和識別，實現(xiàn)目標定位。依據(jù)相關參考文獻，設計一個基于有色噪聲的無色卡爾曼