四旋翼无人机多地面相似目标跟踪与轨迹预测

《四旋翼无人机多地面相似目标跟踪与轨迹预测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文四旋翼无人机多地面相似目标跟踪与轨迹预测研究生姓名：曾政超导师姓名：高庆吉教授胡丹丹副教授2015年04月28日分类号：O235密级：公开UDC：621.3学号：1202002中国民航大学硕士学位论文四旋翼无人机多地面相似目标跟踪与轨迹预测研究生姓名：曾政超导师姓名：高庆吉教授胡丹丹副教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：导航、制导与控制所在院系：航空自动化学院论文答辩日期：2015年04月28日2015年04月28日ResearchonMultipleSimilarGroundTargetTrackingandPathPredictio

2、nofUAVADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZENGZheng-chaoSupervisedbyProf.GAOQing-jiandAssociateProf.HUDan-danCollegeofAeronauticalAutomationCivilAviationUniversityofChinaApril2015中国民航大学学位论文独创性再巧＇＇Ｉｉ１？八．．本人ｆｔ内听｜．史化了化

3、跑龙＆我个人化４邮指．＞Ｋｉｌｌ扣的啡化Ｉ；化设収阿的叫扣化；Ｉ也。尽找刚抽．陆ｒ別山切亂．特別化地！；．办外也乂ｔ小佔行化化人给化ｉ化小佔介为获化１｜阳民邮火中此化＆毁阿机阳的学化进化！５邮化＇＇＇ｉ－．、Ｉｉ。Ｉ＂化的ｉＴ：ｍ虹的ｔ巧１ｊ化Ｉｉｕ。｝本邮义机做ｆｉＷ：村山邮巧Ｌ扣也义ｔ化ｒ叫邮Ｉ的祀叫川山蝴忌。＇端巧计．觀：））巧研化１稱拓帮换Ｉ！］：中国民航大学学位论文使用授权声明Ｕｉ航乂｜；、中Ｗ単、小１４科宁技术ｆＥｓ机ｉｔｉＵＷＫ所、｜１刻ｍ巧权帖Ｈ、所巧這甲朽地’＇－－义的ｙ印化科！Ｕ义巧ｉｉ－，ｗｉ．

4、靴印述化化ｕ；ｉ；ｆｒ码帖相论乂＿本、中［采川賊印．．Ｔ义扔’＇的内特和？。．ｉ．Ｉ［祀也义的内巧ｌｉｌ巧瞄扣阳梢视内也文许化巧泡立帖Ａｉｌｌｌｌｆｆ化刹＇／＇ＷＷＡ（包化ＨＫ＂论文的午．１）ｐ：部诚邮分内押论义的＾扣（！１巧［［）巧投化中ＷＫ航大中研化牛，；部办却！Ａ＇．刷化Ｉ；媒看賊擢ＩＷｉＩ１懼十１）〇］：、斗摘要实时目标跟踪与轨迹预测在安防监控、智能交通、军事打击等领域有着广阔的应用前景。本课题以国际空中机器人大赛(IARC)第7代任务为背景，以四旋翼无人机为平台对该问题进行了研究，设计了一种检测器与跟踪器

5、相融合的多相似目标跟踪算法，并以此为基础实现了目标的轨迹预测。首先，为了实现初始跟踪与跟踪失败后目标跟踪区域的自动获取，以方向梯度直方图(HOG)为特征，设计了一个基于支持向量机(SVM)的多目标检测器，并通过自举法与交叉验证法对初始的检测器进行性能改善，使得该检测器的准确率达98%以上，并且对目标的尺度、旋转变化以及环境的光照变化都有较好的鲁棒性。其次，设计了一个基于改进的MeanShift算法的实时目标跟踪器。针对该算法需要手动选取目标模型，引入目标模型模板，实现目标模型的自动获取；针对目标跟踪状态的不明确性，制定了跟踪是否失败的多重判断条件，实现

6、了对跟踪器状态的准确监测。再次，将上述检测器与跟踪器通过融合器相结合，设计了多相似目标跟踪算法。系统启动时逐帧检测目标，搜索潜在目标，并通过颜色分割鉴定出需要跟踪的目标，引入相应的模板，开启跟踪器；在跟踪过程中，逐帧判断目标跟踪状态，并隔帧进行目标检测，搜寻可能出现的目标并进行跟踪，获得了系统稳定与实时的性能平衡。最后，提出了一种基于Kalman滤波器与最小二乘法的目标轨迹预测算法。首先对地面移动目标进行了建模分析；然后通过摄像机标定与逆透视映射，将图像坐标系中的目标位置映射到世界坐标系中，实现目标的全局定位；最后通过Kalman滤波器与最小二乘法预测

7、并拟合目标轨迹，为四旋翼无人机搜寻并跟踪目标提供决策依据。关键词：四旋翼无人机；目标检测；多目标跟踪；轨迹预测IAbstractThetechnologyofreal-timetargettrackingandpathpredictionhasabroadapplicationprospectinsecuritymonitoring,intelligenttransportationsystems,militarysystemsandsoon.thToconfrontwiththischallenge,basedonthe7IARC(internati

8、onalaerialrobotcompetition)andquadrotorplatform