基于視覺導(dǎo)航的無人機位姿控制與自主返航技術(shù).pdf

1、近年來，旋翼無人機因其優(yōu)秀的機動性能在各個領(lǐng)域的應(yīng)用都受到了高度重視。為了使操控更便利、控制更精準，根據(jù)視覺信息對無人機進行位置姿態(tài)控制一直是研究熱點。自主返航也是無人機的一個重要功能，目前多旋翼無人機產(chǎn)品的飛控系統(tǒng)大多提供基于衛(wèi)星導(dǎo)航信號的一鍵返航功能，但是在某些復(fù)雜環(huán)境中衛(wèi)星導(dǎo)航信號并不可靠。本文的研究目的就是基于視覺信息對旋翼無人機的位置姿態(tài)進行精確控制，并實現(xiàn)自主返航功能。
　　首先，本文根據(jù)無人機底部垂直向下的攝像頭圖像

2、的光流與慣導(dǎo)器件融合得到的無人機估算速度，引入速度控制器以改善無人機位姿控制的效果。四旋翼機飛行實驗證明提出的控制算法能更好地實現(xiàn)基于地標物的定點懸停、自主循跡，同時對速度信息進行積分可以得到比較準確的無人機的相對位移。
　　在此基礎(chǔ)之上，本文利用無人機前部攝像頭實現(xiàn)自主返航功能。根據(jù)計算機視覺多視角幾何理論，對相機當前圖像與關(guān)鍵幀進行匹配可以解算兩個視角的三維變換關(guān)系，從而控制無人機逼近關(guān)鍵幀位置并懸停。本文提出的魯棒的自主返航