基于機(jī)器視覺(jué)的無(wú)人機(jī)著降定位技術(shù)研究.pdf

1、本文以兵器工業(yè)集團(tuán)某所十五國(guó)防預(yù)研科技項(xiàng)目為背景,詳細(xì)研究了利用數(shù)字圖像處理技術(shù)和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)著降過(guò)程中的定位測(cè)量,并在此基礎(chǔ)上提出了一套完整的基于機(jī)器視覺(jué)的無(wú)人機(jī)著降定位方案。本文的方案采用DGPS引導(dǎo)無(wú)人機(jī)歸航,把無(wú)人機(jī)引導(dǎo)到著降區(qū)特征圖案上空附近,啟動(dòng)機(jī)器視覺(jué)助降系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)精確定位,并把無(wú)人機(jī)的位置信息傳遞到飛行控制系統(tǒng),由飛行控制系統(tǒng)控制無(wú)人機(jī)降落。本文重點(diǎn)對(duì)機(jī)器視覺(jué)助降系統(tǒng)的實(shí)時(shí)圖像預(yù)處理、圖像特征點(diǎn)提取、

2、無(wú)人機(jī)定位算法進(jìn)行了研究。根據(jù)對(duì)無(wú)人機(jī)著降中的實(shí)時(shí)性和精確性的不同要求設(shè)計(jì)了兩種著降區(qū)特征圖案,并根據(jù)特征圖案的特點(diǎn)采用了不同的圖像處理算法。文中提出的線性定位算法能夠測(cè)量無(wú)人機(jī)的六個(gè)空間自由度(即無(wú)人機(jī)在著降區(qū)坐標(biāo)系中的x、y、z坐標(biāo),偏航角φ、俯仰角Κ、傾斜角ω),在此基礎(chǔ)上本文創(chuàng)新性地采用了非線性?xún)?yōu)化算法對(duì)線性解進(jìn)行優(yōu)化得到更加精確的非線性?xún)?yōu)化解。最后,用兩個(gè)著降區(qū)特征圖案進(jìn)行了計(jì)算機(jī)半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案能夠較好地滿(mǎn)