小型无人直升机视觉姿态测量方法研究

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1、分类号⋯⋯⋯⋯⋯⋯一UDC密级．⋯公⋯五⋯⋯多嚣庐夕擎硕士研究生学位论文小型无人直升机视觉姿态测量方法研究申请人：学号：培养单位：学科专业：研究方向：指导教师：完成日期：李克嫒2111330电子工程学院检测技术与自动化装置智能仪器与智能测控技术于志刚副教授2014年03月10日中文摘要IYHH2I15IIH6H9IIIIHOIl9IIIIl5IlUl近年来，小型无人直升机视觉测量技术被广泛的应用在军事、气象、农业生产、地理探测等领域。如何找到一种姿态解算算法快速导航出无人机相对于地面的姿态信息，提高导航精度成为人们关注的方向。以往，小型无人机姿

2、态测量方法主要是将导航系统和定位系统应用在无人机姿态测量中，由于这种姿态测量方法容易受到干扰，会影响无人机自主着落和位姿解算。针对定位系统在获取信息中可能存在的缺点，本文提出运用计算机视觉姿态测量算法获取无人机的姿态信息。为小型无人直升机的应用奠定一定的基础。对于上述所提到的姿态测量中存在的问题，在参阅大量的图书以及文献以后，本文对无人机视觉姿态测量的算法进行了深一步的讨论，重点研究了基于RAC标定的无人机姿态解算和基于四元数法的无人机姿态解算算法。首先，将摄像机固定在无人机吊舱上，在无人机飞行过程中通过摄像机采集地面合作目标信息，通过安装在小

3、型无人机上的计算机对采集的图像进行处理，然后利用目标轮廓跟踪算法提取出合作目标的信息，应用两种算法进行姿态解算，其目的是求解出无人机相对于合作目标的姿态。仿真结果表明，本文算法是正确有效的，姿态角估计误差都在合理范围内。关键词：小型无人直升机：合作目标：姿态解算黑龙江大学硕士学位论文AbstractInrecentyears，thevisionmeasurementtechnologyofsmallunmannedhelicopteriswidelyusedinthefieldsofmilitary,meteorology,agricultur

4、e，geographyetc．HowtOfindanattitudesolutionalgorithmwhichcannavigatequicklytheattitudeinformationofunmannedhelicopterhasbecomethedirectionofpeopleconcern．InthepastprimarilynavigationsystemandpositioningsystemareappliedintheUAVanitudemeasurementandpositionandattitudesolutionis

5、themethodofthemeasurementofsmallunmannedhelicopter．Butthemethodisinterruptedeasilyandtheinterferencewillaffecttheautonomouslandingandposesolution．Aimingattheshortcomingwhichmayexistinthegettinginformationofpositioningsystem，thispassageproposesacomputervisionattitudealgorithm

6、stOgetattitudeinformationofunmannedhelicopterandlayfoundationforapplicationofsmallunmannedhelicopter．InresponsetotheseproblemsofaRitudemeasurement，thispapermadeafurtherstudyofalgorithmofthesmallunmannedhelicoptervisualposemeasurementafterreadingalotofbooksandpapers．Thispaper

7、sfocusonstudytwokindsofalgorithms，andtheyareattitudealgorithmofsmallunmannedhelicopterbaseonRACandfourelementmethod．Firstly，thecameraisfixedonthepodofsmallunmannedhelicopter,throughthecameracapturethecooperativetargetinformationduringtheflightofUAV．Secondly,thecomputerisinst

8、alledonsmallunmannedhelicopterinordertoprocessimageandextractinformationofc