基于视觉无人机编队中的状态估计研究-毕设论文

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1、本科毕业设计论文本科毕业设计论文题目基于视觉无人机编队中的状态估计研究专业名称信息工程学生姓名张贺指导教师张夷斋毕业时间2015.06I本科毕业设计论文摘要无人机技术经过几十年的发展已经相对成熟，在军事和民用中发挥着独特的作用。为了适应未来的挑战，除了提高单机的功能和效用外，还需要发展更有效的无人机管理和组织模式。多机编队技术是未来无人机发展的主要趋势之一。现有的无人机编队控制技术高度依赖卫星定位以及编队内无人机间数据通信的性能。但是，目前无人机编队技术易受到干扰和隐身问题。而基于视觉的无人机编队使用的是被动式传感器，可以巧妙的解决数据链问题。基于视觉

2、的无人机编队控制分为对目标（长机）状态的检测和对无人机的控制。本文针对的是对无人机编队控制中的目标状态估计部分的实现。本文的主要工作有：1、检测LED灯，通过对目标上的红色LED标志灯的灯光特点选取合适的阈值，对采集到的图像进行二值化，得到LED标志灯的像素点光斑。2、连通域标记和LED灯中心坐标的确定，通过基于像素点扫描的标记算法进行连通域标记，将标志灯区域单个划分开来，并根据形心法确定各个LED灯光斑的中心坐标。3、LED灯对应匹配和状态估计，通过选取随机排列的四个LED灯和图像中特征点中的三个进行P3P问题的求解后，并使用第四个LED灯和特征点进

3、行验证，记录符合要求的匹配关系，遍历结束后，从记录中得到正确的匹配关系，从而得到唯一的旋转矩阵和平移向量的解，最终得到长机的状态。仿真结果表示，通过对图像的处理，能够很好的对目标的状态进行估计。关键词：无人机编队，P3P，状态估计，视觉II本科毕业设计论文ABSTRACTAfterdecadesofdevelopment,UAVtechnologyhasbeenrelativelyripe,playingauniqueroleinthemilitaryandcivilian.Inordertomeetthechallengeofthefuture,be

4、sidesimprovingthefunctionandtheeffectivenessofthesingleUAV,wealsoneedstodevelopmoreeffectivemanagementandorganizationmodesofUAV.ItwillbeoneofthemaintrendstostudytheMultiUAVformationtechnologyinthefuture.TheexistingUAVformationcontroltechnologydependshighlyonthesatellitepositioni

5、ngandtheperformanceofthedatacommunicationwithintheformation.However,theUAVformationtechnologyisfacingwiththeinterferenceandstealthproblems.ButtheUAVformationbasedonvisioncanskillfullysolvedata-linkproblemusingthepassivesensor.TheUAVformationcontrolbasedonvisioncanbedividedintoth

6、estatedetectionandcontrolofUAV.Thepaperisaimedattheachievementoftarget’sstatedetectioninUAVformationcontrol.Themainworkofthispaperis:1、toselecttherightthresholdthroughthefeatureoftheredLEDlogolights,thenbinarizethecollectedimagetogetLEDspots2、tomarkconnected-areaswithmark-algori

7、thmbasedonscanningpixeltoseparatetheareasanddeterminethecoordinatesofthecenterofeveryLEDlightspotwiththecentroidmethod.3、toselectthefirstthreepointsintherandompermutationsofthefourLEDlightsandimagefeaturepointstosolvetheP3Pproblem,thenusetheforthLEDlightandimagefeaturepointtotes

8、tthesolution,recordingthecorrespondencerelation