收藏本站
《吉林大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

光流传感器设计与研究

于掌舵  
【摘要】:伴随人工智能这波大浪潮的到来,无人机在各行各业的需求量逐步加大。无人机完成预定的任务,需要提前获取自身的位置和姿态数据,因此无人机的定位问题是无人机领域的一个基本研究问题。基于视觉来做无人机的定位导航技术是目前无人机、机器人研究领域的一个热门研究方向。视觉是无人机感知周围环境的一个重要信息来源,它能够帮助无人机在执行任务进程中获取更准确的环境数据。在计算机视觉技术持续革新的过程中,环境感知传感器如同雨后春笋般不断的涌现出来。光流传感器则是其中具有代表性的一个传感器,它逐步应用于距离估算、空中定位、平稳着陆、路径记录等任务当中。光流传感器通过摄像头获取图像数据,超声波捕获高度数据以及陀螺仪采集姿态数据,再经过数据融合算法处理,将处理的数据最终反馈至无人机控制器。从而使无人机控制器准确控制飞机姿态,以确保无人机保持正确的姿态与位置。本设计的主控芯片采用stm32f4(ARM控制器),图像采集摄像头采用HDR、高帧率的ov7740摄像头。实验结果证明设计方案极大的提升了光流传感器的性能。本文第一章首先对光流传感器的研究意义和国内外发展现状进行了简要概述,在后续章节中,相继介绍了光流传感器的基本工作原理和系统设计的基本思路,特别是系统硬件设计思路以及硬件设计方案,包括控制芯片的选型,摄像头电路,陀螺仪电路,超声波电路,各类接口的电路设计。继而介绍了系统的软件架构,包括整个软件系统流程,外设驱动设计,SAD图像处理、滤波算法实现,通信协议详解等。本文的最终成果,设计出了光流传感器,并实现了数据的实时传输。测试结果证明,光流传感器在低亮度的环境(15lux-20lux)下也可以正常工作。另外,数据处理速度可以达到50Hz左右(白天,室外),具备非常高的感光度。相比于滑鼠传感器,光流传感器工作于室内或者在室外较暗场景下,依然能够实现25Hz左右(较暗,室内)的运算速度且并不需要LED照明。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TP212

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡庭波;吴涛;贺汉根;;一种面向移动机器人的光流场计算方法[J];计算机工程与应用;2006年19期
2 林强;一种变形体图像轮廓光流场检测系统的研制[J];电子测量与仪器学报;1996年01期
3 江敏,吴中权,吴国威,吴佑寿;光流场的递推估计方法[J];电子学报;1989年06期
4 黄继东;黎梓毅;冯兆熙;梁家烨;伍冯洁;;公共场所暴力行为的光流场构建及分析方法[J];计算机与数字工程;2017年03期
5 林强,林永华;心脏结构序列截面像光流场检测的研究[J];电子测量与仪器学报;2000年01期
6 陈海峰,陈维南;基于区域平滑约束的光流场估计方法[J];高技术通讯;1998年09期
7 项学智;赵春晖;李康;;一种彩色光流场估计算法[J];哈尔滨工程大学学报;2008年06期
8 尤隽永;刘贵忠;李宏亮;;一种快速、鲁棒的压缩视频光流场估计算法[J];电子与信息学报;2007年09期
9 关震宇;李杰;杨欢;徐蓓蓓;刘畅;;基于直线稀疏光流场的微小型无人机姿态信息估计方法研究[J];兵工学报;2014年11期
10 赵冉;乔建苹;肖飞;孙平;;基于光流场理论测量物体变形相位的新方法[J];光电子·激光;2015年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢剑斌;王晖;刘通;李沛秦;;基于多重网格的光流场快速计算方法[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
2 张岧;;基于光流场的运动目标检测与跟踪[A];湖北省通信学会、武汉通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年
3 林强;;M型超声数据信息与B型截面相光流场的研究[A];首届中国仪器仪表学会医疗仪器分会学术会议论文集[C];1993年
4 赵冉;孙海滨;孙平;;一种基于光流场理论提取双幅图像变形相位的新方法[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
5 武曜;管庆;徐胜;;基于光流场法的目标跟踪算法在DM642上的高效实现[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
6 韩雷;;光流法在强对流天气临近预报中的应用[A];第26届中国气象学会年会第三届气象综合探测技术研讨会分会场论文集[C];2009年
7 蒋淑静;黑保琴;张九星;李倩男;;基于光流场的图像配准方法研究[A];第二十五届全国空间探测学术研讨会摘要集[C];2012年
8 么键;刘冀伟;韩旭;王志良;;基于光流的运动人体提取[A];2006年首届ICT大会信息、知识、智能及其转换理论第一次高峰论坛会议论文集[C];2006年
9 张楠;潘振宽;魏伟波;李媛媛;徐凯;;小位移变分光流计算的分裂方法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
10 阎鹏;王睿;;光流分析在无人机自着舰视觉导引中的应用[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟强龙;基于光流的高超声速流场PIV算法研究及应用[D];华中科技大学;2017年
2 王松;抗遮档的光流场估计算法研究[D];中国科学技术大学;2019年
3 蔡声泽;基于光流计算的复杂流动可视化测速算法研究[D];浙江大学;2019年
4 金翠云;MEMS平面微运动测量的若干关键技术研究[D];天津大学;2004年
5 卢宗庆;运动图像分析中的光流计算方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
6 廖彬;单目视频中的光流场估计技术研究[D];华南理工大学;2011年
7 路子赟;光流场计算及其若干优化技术研究[D];合肥工业大学;2012年
8 项学智;基于彩色的微分光流估计及运动目标检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 马龙;基于分形分析和光流估计的运动目标检测技术研究[D];国防科学技术大学;2012年
10 陈震;图像序列光流场计算及三维场景恢复研究[D];西北工业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵奇;基于光流与深度学习的视觉里程计方法研究[D];武汉理工大学;2018年
2 赵鹏;基于马尔可夫随机场的并行光流计算及目标检测研究[D];南昌航空大学;2019年
3 孙万祺;基于图像序列的光流估计算法优化与实现[D];北京邮电大学;2019年
4 王勃;基于光流法运动估计的室内视觉定位方法研究[D];重庆理工大学;2019年
5 葛利跃;大位移与复杂场景图像序列变分光流计算技术研究[D];南昌航空大学;2019年
6 魏凯;基于群体的人群异常事件检测方法研究与实现[D];西安理工大学;2014年
7 李佳镁;知觉自主运动方向时整合运动和形状线索的脑机制研究[D];华东师范大学;2019年
8 谢明阳;利用光流信息感知自身运动方向和客体运动[D];华东师范大学;2019年
9 任亿;微表情检测与主动学习方法研究[D];山东大学;2019年
10 曾幼涵;基于单目视觉的四轴飞行器室内导航研究[D];兰州交通大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026