基于四旋翼飞行器的目标识别和处理

发布时间：2024-05-07 20:35

　　近年来,无人机越来越被人们所关注,军事上可以利用无人机对敌方目标进行探测并投放炸弹,生活上可以利用无人机进行航拍跟踪,这些任务的实现都离不开目标的检测和识别。在传统的目标识别算法中,有些场景下能够依靠角点、纹理、颜色检测等手段区分目标,这类方法对设备要求较低,计算量较小,但识别率较低且易受干扰,在飞行器上使用该方法进行目标识别具有一定的难度。另外,经过几十年的发展,深度学习的瓶颈被逐渐打破,随着设备计算能力的提升,使得深度学习网络能够应用到各种领域。目前在计算机视觉领域中,卷积神经网络常常被用在物体分类的问题上。所以本文展开了一系列基于传统方法和神经网络的目标识别算法的对比,最后确定了在四旋翼飞行器上进行目标识别和处理的实验方案。在本实验中,采用四旋翼飞行器作为实验平台,并在该平台上搭建了视觉图像处理系统。同时设计了两种实验方案,第一种是基于传统图像处理的特征点匹配方法,利用目标图像本身的某些特征,在获取的新图像中进行匹配,从而达到目标识别的目的。本文中对比了目前较为常用的SIFT、SURF和ORB三种匹配方法,然后选定了ORB作为该方案的实验方法。第二种是基于CNN卷积神经网络的识别...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１四旋翼飞行器??

结构和视觉平台的搭建。??２．１四旋翼飞行器??木文实验平台如图２．１所示的四旋翼飞行器，型号为Ｄ．丨丨经纬Ｍ１００，支持二次开??发，具有垂直起飞、低速飞行等性能，能够实现各式的飞行状态，下面大致介绍一下??四旋翼飞行器的组成结构和飞行原理。??Ｖ??图２．１四旋翼飞行器??

图２．４飞行器地标??

（ｃ）滚转运动?（ｄ）偏航运动??图２．２四旋翼飞行器的运动状态｜３２ｉ??垂直运动如图２．２?（ａ）所示，可以发现图中两组电机转向相反，其作用就是平衡??机身的反扭矩，使飞行器不会发生自转。四个电机的输出功率同等变大时，向上的拉??力就变大了，当拉力大于重力时，飞行器垂直起飞；....

图２．４视觉系统工作流程图??

图像数据传回地面站，由地面站分析处理后，再把控制信息传回飞行器的过程。??２．３视觉系统工作流程图??本文所设计的视觉系统工作流程如图２．４：??丨．丨，ｒ?＊?ｚ?：?＇?ｙ＂－．……！?＂￣￣７?Ｔ＊￣￣＾?????￣￣．??圈像采集?囹像预处理?候选区域选取?目标识别??．....

图３．２线性变换效果图??

?ａ?ｆ?ｂ?ｆ（ｘ，ｙ）??图３．〗线性变换图??在外界光线不足或过度的情况下，摄像头获取的原始数据图像中，图像灰度范围??较小，导致图像层次感很差，且模糊不清。该问题可以用线性变换对图像像素进行拉??伸处理［４２］。如图３．２所示：??｜Ｆ：?ｘ?ｄｓｔｔｒｒｇ?－?□?Ｘ?....

本文编号：3967000