海上搜尋無人機(jī)移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤.pdf

1、無人機(jī)對(duì)地和對(duì)海面目標(biāo)尤其是移動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)與跟蹤已成為現(xiàn)代軍用和民用偵察的重要手段，本論文研究無人機(jī)對(duì)海面移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤相關(guān)技術(shù)，解決目標(biāo)識(shí)別與跟蹤、穩(wěn)定平臺(tái)及其控制和無人機(jī)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)制導(dǎo)控制律應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)問題。無人機(jī)對(duì)海面移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤是指由無人機(jī)上攜帶的攝像機(jī)探測(cè)移動(dòng)目標(biāo)的圖像信息，經(jīng)圖像處理獲取對(duì)目標(biāo)的定位信息。機(jī)載穩(wěn)定平臺(tái)能依據(jù)圖像定位信息自動(dòng)調(diào)整安裝在穩(wěn)定平臺(tái)上攝像機(jī)的方位角和俯仰角，使被跟蹤的海面目標(biāo)始終保持在攝

2、像機(jī)的視場(chǎng)中心，穩(wěn)定平臺(tái)的離軸角用于無人機(jī)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的制導(dǎo)控制，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)及其偵察吊艙持續(xù)對(duì)海面移動(dòng)目標(biāo)的跟蹤。
　　本論文研究?jī)?nèi)容主要包括三個(gè)方面：
　　(1)圖像處理技術(shù)。首先對(duì)由攝像機(jī)獲取的圖像進(jìn)行預(yù)處理、分割，并利用Hu不變矩對(duì)目標(biāo)進(jìn)行特征提取，用最小距離分類法對(duì)目標(biāo)識(shí)別；然后利用自適應(yīng)更新模板匹配和基于H?濾波器預(yù)測(cè)相結(jié)合的方法對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤；最后提出了利用圖像信息和導(dǎo)航信息融合的方法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位，并計(jì)算

3、出穩(wěn)定伺服平臺(tái)需要調(diào)整的角度。
　　(2)機(jī)載穩(wěn)定平臺(tái)跟蹤控制。首先對(duì)穩(wěn)定平臺(tái)原理進(jìn)行研究；隨后對(duì)系統(tǒng)總體性能進(jìn)行了分析，并對(duì)系統(tǒng)的主要部件進(jìn)行數(shù)學(xué)建模；最后在系統(tǒng)中針對(duì)摩擦力對(duì)跟蹤精度的影響，提出了利用后推法(Backstepping)設(shè)計(jì)PID滑模面的滑?？刂破鞑⑦M(jìn)行了數(shù)字仿真。
　　(3)無人機(jī)目標(biāo)跟蹤制導(dǎo)控制。首先建立了無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，分析了無人機(jī)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并對(duì)相對(duì)距離變化進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，隨后分別設(shè)計(jì)了基