基于视频的无人机检测方法研究

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1、＿两士学位论文１ｐｊ＾Ｊ基于视频的无人机检测方法研究？■作者姓名张杰ｉ指雜师姓名、职称赵光辉副棚ｇ申请学位类别工学硕士西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标＾￡和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与

2、我同工作的同事对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一切法律责任学位论文若有不实之处，本人承担。＞＾－日期１：本人签名：歡．良西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文，；学校可以公布论文的全部或部分内容允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成

3、果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在。＿年解密后适用本授权书本人签名：政秃、导师签名：刻客．。３１日期：Ｉ：日期学校代码10701学号1502120828分类号TP391密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于视频的无人机检测方法研究作者姓名：张杰一级学科：电子科学与技术二级学科：电路与系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：赵光辉副教授学院：人工智能学院提交日期：2018年5月ResearchofUAVDetectionAlgorithm

4、BasedonVideoAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCircuitsandSystemsByZhangJieSupervisor:ZhaoGuangHuiTitle:AssociateProfessorMay2018摘要摘要近几年无人机技术的发展日新月异，无人机在摄影、测绘、农业遥感、物流、探伤、清洁等方面都发挥着日渐重大的作用。然而无人机也在一些方面给社会

5、生活带来了严重的困扰。随着无人机数目的增长，对无人机的监管势在必行。本文根据以上背景，提出了一种基于视频的无人机检测方法，并设计了本文方法的现场可编程门阵列（FPGA）实现方案。本文先介绍了运动目标检测的基础知识，重点介绍了混合高斯模型（GMM）和视频背景提取（ViBe）这两种效果比较好的现有算法。之后设计了不同场景下的实验，测试GMM与ViBe算法的性能。GMM能拟合复杂背景下像素点灰度值的概率分布，但无法检测无人机这样的弱小目标。ViBe对于弱小目标的检测比GMM敏感，但在复杂背景下的检测结果有大量的噪点。除

6、此之外，ViBe算法只需要一帧图像就可以初始化背景模型，更新策略简单，运算量小，便于使用嵌入式系统实现。所以本文结合GMM算法的优势，对ViBe算法进行改进，提出了一种基于视频的无人机检测方法。本文对于ViBe算法的改进主要在预处理和前景检测阶段。在预处理阶段，提出了一种地平线检测方法，根据每一列上图像灰度值的分布分割天空与地面区域。这种分割方法可以避免地面上的物体对无人机检测的干扰，也可以降低算法的运算量。在前景检测阶段，结合GMM的核心思想，在阈值检测时引入高斯分布。计算像素点灰度值与样本均值的距离，利用样本

7、的2.5倍标准差作为阈值分割前景与背景。这使得算法在复杂背景下检测效果更好。经过实验，本文方法在复杂背景下的无人机检测效果比GMM与ViBe都有显著的提升。在最后，本文根据FPGA的特性，对算法做了针对性的调整，设计了算法每个步骤的FPGA实现方法。并且通过仿真验证了本文设计的FPGA模块能实时实现本文方法。关键词：无人机检测，复杂背景，视频背景提取，混合高斯模型IABSTRACTABSTRACTInrecentyears,thedevelopmentofUAVtechnologyhasbeenchangingw

8、itheachpassingday.UAVsareplayinganincreasinglyimportantroleinphotography,surveyingandmapping,agriculturalremotesensing,logistics,flawdetection,andcleaning.However,droneshavealsocausedseri