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1、基于双目视觉的无人机目标跟踪关键技术开发TheDevelopmentofTheKeyTechnologyofUAVTargetTrackingBasedonBinocularVision工程领域：电子与通信工程作者名称：李敬轩指导教师：宗群教授企业导师：姜铁强正高级工程师天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月摘要无人机目标跟踪技术在军事、工业和民用方面都有广泛的应用前景和应用价值。论文以基于八旋翼无人机的目标跟踪系统为研究对象，搭建了无人机目标跟踪实验平台，设计了基于双目视觉的目标跟踪方法，并在目标跟踪系统上验证了该目
2、标跟踪方法。论文主要完成了如下工作：首先，分析了无人机目标跟踪平台的整体需求，设计了无人机目标跟踪平台的整体架构，介绍了无人机目标跟踪平台的主要硬件设备以及之间的连接方式，并对平台中所应用到的主要软件系统进行了说明。其次，为了解决无人机目标跟踪中部分遮挡、形状变化和光照变化对影响跟踪结果的问题，提出了基于多特征和局部联合稀疏编码的目标跟踪方法，并在VisualTrackerBenchmark测试了该方法的跟踪性能。然后，为了实现无人机对跟踪目标在三维空间中的定位，研究了双目视觉系统的测距原理和基于BT算法的半全局特征匹配方法，并
3、提出了基于双目视觉的目标定位方法。最后，在Gazebo环境下对上述目标跟踪和目标定位方法进行了仿真，并在无人机目标跟踪平台上进行了目标跟踪实验。此外，为了实现对跟踪目标的初始化，设计并实现了基于ROS和OpenCV的图像传输系统，并基于ZED双目摄像机的视觉里程计功能实现了无人机自身在三维空间中的定位。关键词：无人机，目标跟踪，目标定位，双目视觉IABSTRACTUAVtargettrackingtechnologyhasawiderangeofapplicationprospectsandapplicationvalueinm
4、ilitary,industrialandcivilaspects.ThispaperusestheUAVtargettrackingsystembasedontheeightrotorasresearchobject,theexperimentplatformofUAVtargettrackinghasbeenbuilt,themethodoftargettrackingbasedonbinocularvisionhasbeendesigned,andthetargettrackingmethodhasbeenverified
5、ontargettrackingsystem.Themainworkofthispaperisasfollows:First,ithasanalyzedtheoveralldemandofUAVtargettrackingsystem,andputforwardtheschemeoftheoverallstructureofUAVtargettrackingsystem,introducedthemainhardwareonUAVtargettrackingsystemandtheconnectionbetweenthem,an
6、dthemainsoftwareappliedtothesystemhasbeendescribed.Secondly,ithasproposedthetargettrackingmethodbasedonmultifeatureandlocaljointsparseencodinginordertosolvetheproblemwhichtheresultoftargettrackingiseasytobedisturbedbypartialocclusion,shapechangesandilluminationchange
7、s,andthismethodhasbeentestinVisualTrackerBenchmark.Then,inordertogetthetrackingtargetpositioninthree-dimensionalspace,ithasdiscussdetheprincipleofbinocularvisionsystemandsemiglobalcharacteristicsmatchingmethodbasedontheBTalgorithm,anddesignedthemethodoftargetlocation
8、basedonbinocularvision.Finally,thetargettrackingandtargetlocationmethodshavebeensimulatedinGazeboenvironment,andthetargettrackingex
