基于視覺(jué)的四旋翼飛行器移動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)研究.pdf

1、四旋翼飛行器機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有垂直起降、自主懸停和控制靈活等特點(diǎn)，可適用于各種飛行姿態(tài)和飛行剖面，在反恐防暴和交通監(jiān)控等軍事、民用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。因此，基于視覺(jué)的四旋翼飛行器移動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)的研究具有重要的研究意義和廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文首先介紹了四旋翼飛行器的飛行原理，分析了地面坐標(biāo)系和機(jī)體坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，建立了四旋翼飛行器的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤的難點(diǎn)，同時(shí)為了提高算法的魯棒性并降低算法的

2、復(fù)雜度，本文采用了基于顏色的目標(biāo)識(shí)別算法，并將Camshift與Kalman濾波算法進(jìn)行組合作為跟蹤算法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法在顏色干擾和目標(biāo)被遮擋等情況下的跟蹤準(zhǔn)確性。為提高本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)用性，設(shè)計(jì)了以STM32F405RGT6為核心的控制板，將控制板與四旋翼飛行器進(jìn)行連接，完成了基于視覺(jué)的四旋翼飛行器移動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的搭建。設(shè)計(jì)了帶死區(qū)的PD控制器，實(shí)時(shí)獲取像平面中的目標(biāo)中心與圖像中心的位置偏差，作為控制器的輸入，計(jì)算得到控制數(shù)