無人駕駛直升機(jī)自主降落的算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、智能化是當(dāng)今科技領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，無人駕駛直升機(jī)融合了直升機(jī)和人工智能的雙重優(yōu)點(diǎn)，可以完成有人直升機(jī)不能完成的任務(wù)，有著巨大的應(yīng)用前景，各主要大國已集中大量人力物力對無人駕駛直升機(jī)進(jìn)行研究，其中將圖像處理技術(shù)應(yīng)用于無人駕駛直升機(jī)是當(dāng)今無人駕駛直升機(jī)研究的主流。
　　本文參考了以往的研究成果，介紹了無人駕駛直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)、用途及國內(nèi)外發(fā)展進(jìn)度，仔細(xì)研究了無人駕駛直升機(jī)著陸、著艦原理，介紹了無人駕駛直升機(jī)視覺系統(tǒng)原理。在借鑒前人的基礎(chǔ)上，

2、對無人駕駛直升機(jī)的視覺系統(tǒng)算法做了改進(jìn)，使運(yùn)算速度有了很大的提升。本文采用在直升機(jī)底部安裝兩臺光軸平行放置的攝像機(jī)的方法，使之即可以進(jìn)行單目運(yùn)算又可以進(jìn)行雙目運(yùn)算，單目運(yùn)算時(shí)開啟其中一臺攝相機(jī)，雙目運(yùn)算時(shí)開啟兩臺攝像機(jī)。
　　本文分單目運(yùn)算和雙目運(yùn)算兩個(gè)大的部分，單目運(yùn)算用于軍艦上自主降落，雙目運(yùn)算用于陸地上自主尋找平坦地方降落。其中單目運(yùn)算做了兩個(gè)方案，原因是第一個(gè)方案研究后期發(fā)現(xiàn)了更簡單的方案，因此將研究方向轉(zhuǎn)向第二個(gè)方案。雙

3、目運(yùn)算之所以采用兩臺攝相機(jī)光軸平行放置的方法，是因?yàn)椋旱谝弧⒖梢院喕瘶O限約束法，提高計(jì)算的速度和精度，降低計(jì)算的復(fù)雜度；第二、便于在硬件上兼容單目運(yùn)算法，因?yàn)閱文恳曈X系統(tǒng)的攝像機(jī)光軸要和直升機(jī)底部垂直，兩臺攝像機(jī)光軸都和直升機(jī)底部垂直的話，開啟其中一臺攝像機(jī)就可以進(jìn)行單目運(yùn)算。
　　論文在實(shí)現(xiàn)單目運(yùn)算和雙目運(yùn)算的算法上做了很多實(shí)質(zhì)性的工作，就單目運(yùn)算而言，本文方案2使用的的助降圖標(biāo)和算法簡單易處理，具有運(yùn)算速度快準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)。文

4、章建立了單目運(yùn)算的數(shù)學(xué)模型，使用旋轉(zhuǎn)矩陣加平移矩陣構(gòu)造飛機(jī)相對于甲板的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換函數(shù)關(guān)系式，通過求解一元線性方程組得到飛機(jī)相對于甲板的位置姿態(tài)關(guān)系。就雙目運(yùn)算而言，文章先推導(dǎo)數(shù)學(xué)模型，對于比較困難且運(yùn)算耗時(shí)的立體匹配部分，本文對比試驗(yàn)了傳統(tǒng)匹配法和改進(jìn)的匹配法。對于匹配使用的關(guān)鍵約束條件——極線約束，本文抽取了傳統(tǒng)極線約束理論的精髓，提出了更簡單實(shí)用、運(yùn)算速度更快的光軸平行極線約束，并對其進(jìn)行了詳細(xì)講解。
　　每個(gè)方案都依照各個(gè)步驟