室外自主搜救飛行機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)隨著戶外運(yùn)動(dòng)的興起，缺乏戶外常識(shí)的游客迷失野外的事件時(shí)有發(fā)生。在應(yīng)對(duì)野外搜尋及搜救任務(wù)方面，我國(guó)現(xiàn)有的野外搜救多以地面式人力搜索或通用航空人眼觀察等方式進(jìn)行，在野外復(fù)雜環(huán)境中搜救效果往往不明顯，尤其在夜晚搜救過(guò)程中更是受到了較大的限制。
　　本文主要針對(duì)野外搜救問(wèn)題設(shè)計(jì)制作了一種具有自主搜救功能的飛行機(jī)器人(Autonomous Searching Aircraft，ASA)。該飛行機(jī)器人采用捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)飛行器姿態(tài)進(jìn)

2、行解算，并融合GPS、氣壓計(jì)以及慣導(dǎo)數(shù)據(jù)對(duì)ASA的位置進(jìn)行估計(jì)，最后通過(guò)串級(jí)PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器姿態(tài)及位置的控制。同時(shí)，該搜救飛行機(jī)器人能夠根據(jù)地面站對(duì)其設(shè)定的搜救區(qū)域進(jìn)行自主航跡規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)自主、高效的空中搜救任務(wù)。
　　自主搜救飛行機(jī)器人通過(guò)機(jī)載的無(wú)人機(jī)專(zhuān)用紅外熱像儀FLIR TAU2對(duì)搜救區(qū)域進(jìn)行圖像采集，并將拍攝的紅外圖像傳輸給機(jī)載的高性能嵌入式處理器ODROID-XU4進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外圖像中人體目標(biāo)的實(shí)時(shí)

3、檢測(cè)，將檢測(cè)到的人體目標(biāo)的地理位置發(fā)送給地面站，以便搜救人員能夠及時(shí)高效地完成救援任務(wù)。
　　在紅外人體目標(biāo)檢測(cè)方面，采用HOG（Histogram of Oriented Gradient，方向梯度直方圖）對(duì)紅外目標(biāo)進(jìn)行特征描述，并通過(guò)線性SVM（Support Vector Machine，支持向量機(jī)）分類(lèi)器對(duì) HOG特征分類(lèi)檢測(cè)。同時(shí)，本文采用自建訓(xùn)練集對(duì)SVM進(jìn)行了訓(xùn)練以滿足ASA對(duì)紅外人體目標(biāo)檢測(cè)的需求。
　　實(shí)驗(yàn)