無人機(jī)軟式自主空中加油視覺導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、無人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)場上發(fā)揮著日益重要的作用。為了提高無人機(jī)的作戰(zhàn)效能，自主空中加油技術(shù)受到各國廣泛研究。與傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式相比，視覺導(dǎo)航方式具有精度高、頻率快、不受電子干擾等優(yōu)點(diǎn)。本文針對無人機(jī)軟式自主空中加油視覺導(dǎo)航技術(shù)展開了深入的研究。
　　本文首先根據(jù)無人機(jī)軟式自主空中加油的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了軟式自主空中加油視覺導(dǎo)航系統(tǒng)，包括視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的使用方案，視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的組成，視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的工作流程等。
　　其次，提出了軟式自主空中加油視覺

2、導(dǎo)航算法?；谳o助識別標(biāo)志的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了視覺導(dǎo)航圖像的預(yù)處理及特征點(diǎn)提取算法。采用隨機(jī)Hough變換檢測錐套目標(biāo)，并基于卡爾曼濾波設(shè)計(jì)了錐套目標(biāo)跟蹤算法。針對點(diǎn)特征的位姿估計(jì)問題，研究了傳統(tǒng)的正交迭代算法，并針對該算法存在的問題采用了改進(jìn)算法進(jìn)行位姿參數(shù)估計(jì)。
　　再次，設(shè)計(jì)了軟式自主空中加油視覺導(dǎo)航數(shù)字仿真系統(tǒng)。利用三維仿真軟件Vega模擬空中加油場景，采用Simulink設(shè)計(jì)了軟式自主空中加油視覺導(dǎo)航控制系統(tǒng)，利用MFC將 V

3、ega及Simulink結(jié)合起來構(gòu)成閉合仿真回路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文提出的軟式自主空中加油視覺導(dǎo)航算法的有效性。
　　最后，在數(shù)字仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了軟式自主空中加油視覺導(dǎo)航半物理仿真系統(tǒng)。三維視景仿真計(jì)算機(jī)將虛擬攝像機(jī)獲得的視覺導(dǎo)航圖像投影至屏幕上，視覺伺服控制仿真計(jì)算機(jī)采用真實(shí)的攝像機(jī)對投影圖像進(jìn)行采集，并利用等效投影原理計(jì)算得到虛擬環(huán)境中受油機(jī)與錐套之間的相對位姿關(guān)系，從而控制受油機(jī)靠近錐套實(shí)現(xiàn)精確對接，完成半物理仿真。實(shí)