多旋翼飛行器基于單目視覺的動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)器人逐漸被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。特別是小型多旋翼飛行器由于其結(jié)構(gòu)簡單，成本較低和運(yùn)動(dòng)靈活等優(yōu)勢(shì)，近年來成為機(jī)器人領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。本文以多旋翼飛行器為研究平臺(tái)，主要研究了基于單目視覺的動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤問題。
　　本文的研究目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)多旋翼飛行器在自主飛行條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)目標(biāo)的跟蹤。而對(duì)飛行器狀態(tài)的實(shí)時(shí)估計(jì)是實(shí)現(xiàn)其自主飛行的基礎(chǔ)，本文對(duì)此也做了深入研究。為了獲得更高精度的姿態(tài)估計(jì)值和濾波穩(wěn)定性，本文分別討論了擴(kuò)展

2、卡爾曼濾波算法和容積卡爾曼濾波算法，并分別應(yīng)用于多旋翼飛行器的姿態(tài)估計(jì)，最終提出了基于容積卡爾曼濾波的飛行器姿態(tài)估計(jì)算法。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所提出算法得到的姿態(tài)估計(jì)值具有較高的精度，能夠滿足目標(biāo)跟蹤的要求。對(duì)于飛行器的位置估計(jì)，本文采用全球定位系統(tǒng)和氣壓計(jì)組合，實(shí)現(xiàn)過程簡單且精度滿足要求。
　　對(duì)于動(dòng)態(tài)目標(biāo)的跟蹤問題，由于本文所用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)很難穩(wěn)定在固定位置，因此安裝在飛行器上的攝像機(jī)和地面目標(biāo)都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣導(dǎo)致跟蹤目標(biāo)的輪廓尺度

3、會(huì)不停變化，以及運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)有產(chǎn)生一定偏差?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，本文深入研究了基于TLD的目標(biāo)跟蹤算法。該算法集合了目標(biāo)跟蹤和目標(biāo)檢測中的多種算法，結(jié)合在線學(xué)習(xí)相關(guān)算法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單目標(biāo)長時(shí)間的有效跟蹤。本文將該算法應(yīng)用于多旋翼飛行器，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，該算法對(duì)于在簡單場景下的單目標(biāo)可以達(dá)到預(yù)期效果，在目標(biāo)有部分遮擋和一定角度的旋轉(zhuǎn)都能基本滿足要求。
　　由于實(shí)際應(yīng)用中需要解決復(fù)雜場景下的多目標(biāo)跟蹤問題，所以本文針對(duì)這個(gè)問題在原始TLD框架下