室外自主搜救飛行機器人的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、近年來隨著戶外運動的興起，缺乏戶外常識的游客迷失野外的事件時有發(fā)生。在應(yīng)對野外搜尋及搜救任務(wù)方面，我國現(xiàn)有的野外搜救多以地面式人力搜索或通用航空人眼觀察等方式進行，在野外復(fù)雜環(huán)境中搜救效果往往不明顯，尤其在夜晚搜救過程中更是受到了較大的限制。
　　本文主要針對野外搜救問題設(shè)計制作了一種具有自主搜救功能的飛行機器人(Autonomous Searching Aircraft，ASA)。該飛行機器人采用捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對飛行器姿態(tài)進

2、行解算，并融合GPS、氣壓計以及慣導(dǎo)數(shù)據(jù)對ASA的位置進行估計，最后通過串級PID控制算法實現(xiàn)對飛行器姿態(tài)及位置的控制。同時，該搜救飛行機器人能夠根據(jù)地面站對其設(shè)定的搜救區(qū)域進行自主航跡規(guī)劃，從而實現(xiàn)自主、高效的空中搜救任務(wù)。
　　自主搜救飛行機器人通過機載的無人機專用紅外熱像儀FLIR TAU2對搜救區(qū)域進行圖像采集，并將拍攝的紅外圖像傳輸給機載的高性能嵌入式處理器ODROID-XU4進行實時處理，實現(xiàn)對紅外圖像中人體目標(biāo)的實時

3、檢測，將檢測到的人體目標(biāo)的地理位置發(fā)送給地面站，以便搜救人員能夠及時高效地完成救援任務(wù)。
　　在紅外人體目標(biāo)檢測方面，采用HOG（Histogram of Oriented Gradient，方向梯度直方圖）對紅外目標(biāo)進行特征描述，并通過線性SVM（Support Vector Machine，支持向量機）分類器對 HOG特征分類檢測。同時，本文采用自建訓(xùn)練集對SVM進行了訓(xùn)練以滿足ASA對紅外人體目標(biāo)檢測的需求。
　　實驗