用于橋梁檢測(cè)的無人機(jī)自主導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、無人機(jī)具有成本低、擴(kuò)展性強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，逐漸應(yīng)用于橋梁檢測(cè)領(lǐng)域。它不但減小了檢測(cè)成本，還能夠抵近觀察人工無法到達(dá)的橋梁部位，提高了檢測(cè)效率。然而由于橋梁結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，無人機(jī)容易與橋梁發(fā)生碰撞；同時(shí)，橋梁檢測(cè)是一項(xiàng)重復(fù)性工作，檢測(cè)路線通常固定。如果能夠增強(qiáng)無人機(jī)在復(fù)雜環(huán)境下的自主導(dǎo)航能力，將會(huì)大大提高無人機(jī)的安全性以及在橋梁檢測(cè)中的實(shí)用性。因此對(duì)無人機(jī)的自主導(dǎo)航展開了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，分析了無人機(jī)

2、導(dǎo)航的特點(diǎn)；并結(jié)合橋梁檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景，提出了一種基于橋梁點(diǎn)云模型配準(zhǔn)的無人機(jī)導(dǎo)航方案。該方案采用無人機(jī)對(duì)橋梁進(jìn)去繞飛，獲取橋梁的整體點(diǎn)云模型，再將橋梁整體點(diǎn)云和無人機(jī)實(shí)時(shí)獲取的局部點(diǎn)云進(jìn)行配準(zhǔn)，得到無人機(jī)相對(duì)橋梁的位置。⑵針對(duì)方案中橋梁點(diǎn)云模型生成方法，提出了基于雙目立體視覺技術(shù)的橋梁點(diǎn)云模型生成方法，對(duì)該方法的關(guān)鍵算法進(jìn)行了分析，通過軟件實(shí)現(xiàn)了基于雙目立體視覺的三維測(cè)量技術(shù)，并利用雙目立體視覺測(cè)量系統(tǒng)驗(yàn)證了該方法的可行性。⑶針對(duì)方案中

3、基于點(diǎn)云配準(zhǔn)的無人機(jī)姿態(tài)地求解，采用RANSAC算法對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行粗配準(zhǔn)，然后把粗配準(zhǔn)結(jié)果作為Kd-tree改進(jìn)型ICP配準(zhǔn)算法輸入，從而提高了配準(zhǔn)精度和速度。并對(duì)點(diǎn)云配準(zhǔn)過程中的點(diǎn)云處理算法展開了研究。⑷在Visual Studio2013開發(fā)環(huán)境下，結(jié)合OpenCV及PCL庫，使用C++實(shí)現(xiàn)了方案中的算法，并利用大疆M100型號(hào)無人機(jī)對(duì)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。三維點(diǎn)云生成實(shí)驗(yàn)表明了雙目立體視覺技術(shù)獲取三維模型的可靠性；點(diǎn)云配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明