基于机器视觉的无人机着陆技术课件

1、基于机器视觉的无人机着陆技术1“基于气囊和图像识别的小型 无人飞行器主动着陆系统”基于机器视觉的无人机着陆技术2纲要摘要圆拱形气囊自动着陆系统构成试验结果总结和展望基于机器视觉的无人机着陆技术31.摘要l统计显示，在所有的无人飞行器事故原因分析中，着陆部分的操控不当占据着最大的比重。lwhy？l 无人机的地面领航员对运行环境认知的有限性l 无人机在着陆前低速运行时其机动性的限制l提出了一种基于机器视觉识别圆拱形气囊、应用于小型uav的自动着陆系统，为了改善在光线变化的环境中的鲁棒性，提出了一种基于颜色和形状的视觉检测算法，并通过了一系列试验的验证l由于低成本的导航传感器精度不足，在锁定目标后应

2、用直接反馈视觉伺服控制l关键词关键词: 无人机；无人机； 自动着陆；自动着陆； 直接视觉伺服；图像矩；直接视觉伺服；图像矩； 地理位置地理位置基于机器视觉的无人机着陆技术42.圆拱形气囊l各向同性的形状特征l对比网络辅助的着陆方式（只能从一个方向着陆），可以从任何方向着陆以避免侧向风的干扰（迎风）l采用与外界环境颜色具有强烈对比的气囊可改善图像识别l起着无人机回收吸震和视觉标记的双重作用基于机器视觉的无人机着陆技术53.自动着陆系统构成3.1 软件算法l3.1.1 基于颜色的气囊检测l3.1.2 基于图像矩的气囊检测l3.1.3 地理位置算法l3.1.4 直接视觉伺服3.2 实验平台组成基于机

3、器视觉的无人机着陆技术63.1 软件算法基于机器视觉的无人机着陆技术7符号说明基于机器视觉的无人机着陆技术83.1.1 基于颜色的气囊检测(a,b,c)=(1.5,1.5,20) filtering rule： 基于机器视觉的无人机着陆技术93.1.2 基于图像矩的气囊检测l图像处理流程：原始图像 二值化 侵蚀和扩张 处理图像l因为：气囊投影为半圆到正圆，hu矩变化很小l所以： hu矩可作为目标气囊的一个不变描述l考虑前四阶的hu矩已经足够lhu矩适用于高速率检测基于机器视觉的无人机着陆技术10where are the ith and jth ordernormalized moments

4、with regard to horizontal axis and vertical axis,respectively基于机器视觉的无人机着陆技术11基于机器视觉的无人机着陆技术123.1.3 地理位置算法lonce the image coordinates of the dome is found by the detection algorithms introduced above, its location in a local cartesian frame can be computed by eq. (2.3).基于机器视觉的无人机着陆技术13基于机器视觉的无人机着陆技术1

5、4fig shows a geolocation result obtained from a test flight obviously from this result, the geolocation alone will not be sufficient for precision guidance to the dome. the relatively large error of the geolocation result is mainly attributed to the errors in the attitude and pose of the vehicle and

6、 the camera. 基于机器视觉的无人机着陆技术153.1.4 直接反馈视觉伺服即使可实现：定位圆拱形气囊的准确坐标飞行器控制系统可优秀地追踪给定参考轨迹但是：导航误差仍然比气囊的尺寸更大，使之不可能恒定地从一个小目标点着陆因此：提出一个图像直接反馈伺服系统，图像处理结果直接反馈到飞行控制器 基于机器视觉的无人机着陆技术16基于机器视觉的无人机着陆技术17基于机器视觉的无人机着陆技术183.2 实验平台组成基于机器视觉的无人机着陆技术19试验平台参数基于机器视觉的无人机着陆技术20硬件架构基于机器视觉的无人机着陆技术21无线收发系统基于机器视觉的无人机着陆技术224、试验结果基于机器视觉

7、的无人机着陆技术23l圆拱形气囊的地面坐标由差分式gps获得l试验流程：初始化ins 用发射器发射无人机 发出着陆命令 寻找气囊 应用视觉系统定位气囊坐标 应用视觉算法锁定目标下降到一定高度转换为直接视觉伺服 保持安全速度着陆 基于机器视觉的无人机着陆技术24试验结果1基于机器视觉的无人机着陆技术25试验结果2基于机器视觉的无人机着陆技术264次试验的飞行轨迹it is caused by the inherent weak coupling between the horizontal and vertical dynamics of a fixed-wing airplane.基于机器视觉的无人机着陆技术27机载摄像头与地面摄像头拍摄对比基于机器视觉的无人机着陆技术28阶段1基于机器视觉的无人机着陆技术29阶段2基于机器视觉的无人机着陆技术30阶段3基于机器视觉的无人机着陆技术31阶段4基于机器视觉的无人机着陆技术32resultlin all cases, the vision system was able to successfully recognize t