基于合作目標(biāo)與視覺導(dǎo)引的無人機(jī)自主著陸技術(shù)研究.pdf

1、視覺導(dǎo)引無人機(jī)自主著陸具有很重要的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，其中的關(guān)鍵部分是如何通過圖像的方式準(zhǔn)確分割提取出對(duì)應(yīng)的合作目標(biāo)和獲取無人機(jī)與著陸點(diǎn)間高精度相對(duì)位姿的方法，本文就以上問題開展了相關(guān)的研究工作。
　　首先，對(duì)現(xiàn)有的無人機(jī)著陸位姿估計(jì)方法進(jìn)行了研究，其中包括基于投影矩陣和基于幾何特征的方法，然后分別通過仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于投影矩陣的方法相比于基于幾何特征的方法精度高出了80％。通過對(duì)實(shí)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，研

2、究了合作目標(biāo)特征點(diǎn)個(gè)數(shù)和形狀對(duì)基于投影矩陣位姿估計(jì)方法的精度的影響問題，發(fā)現(xiàn)合作目標(biāo)特征點(diǎn)個(gè)數(shù)為9個(gè)時(shí)精度最高，而合作目標(biāo)形狀對(duì)精度影響不大。通過對(duì)位姿估計(jì)算法的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一組特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，不同的焦距下對(duì)應(yīng)的距離也不同，但是它們都有一個(gè)共同的比例關(guān)系，提出將通過標(biāo)定的焦距和位姿結(jié)算的焦距比值帶入距離的求解過程中，對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的改進(jìn)方法在精度上提高了60%以上。
　　其次，針對(duì)現(xiàn)有的合作目標(biāo)的實(shí)際有效探測(cè)距離有限的問題

3、，研究設(shè)計(jì)了紅外分段式合作目標(biāo)，即通過不同大小相同形狀的合作目標(biāo)組合而成的合作目標(biāo)，這樣不僅可以估計(jì)近距離情況下的無人機(jī)的相對(duì)位姿，也可以估計(jì)遠(yuǎn)距離情況下的無人機(jī)相對(duì)位姿，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的分段式合作目標(biāo)識(shí)別方法，相對(duì)于現(xiàn)有的合作目標(biāo)，新型的紅外合作目標(biāo)的提取方法更加簡(jiǎn)單，精度更高。
　　最后，針對(duì)課題組前面所做的無人機(jī)實(shí)驗(yàn)無法獲得全程的相對(duì)距離和時(shí)間上很難同步的問題，研究并構(gòu)建了六旋翼無人機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其中包括DGPS、IMU和串口數(shù)