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《华中科技大学》 2007年
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基于视觉的夜间无人机自主着陆导航

柴洪林  
【摘要】: 基于机器视觉的自主着陆问题是一个热门的研究课题。视觉导航设备具有简单便宜、完全自主和无源性等优点,对于减低导航系统成本和提高无人机的自主性有重要意义。本文的研究工作源于国家自然科学基金资助项目——“基于视觉的无人飞行器自主着陆导引信息实时提取与转换”,主要研究了在无人机着陆过程中,利用机载照相设备获取无人机自主着陆导航信息。 文中研究的是夜间无人机自主着陆导航信息的提取。在夜间,跑道上的着陆标志是跑道上的照明布局图案,包括跑道两侧的指示灯以及在飞机入口处布置的指示灯。这些指示灯反映在图像上是一些亮点,而且在同侧的这些亮点几乎在一条直线上,这些亮点所在的直线在图像中的位置反映了飞机相对于跑道的姿态和位置。文中利用这些特点,通过对这些着陆标志的提取来估计无人机的姿态和位置。先是用图像预处理算法对视频图像进行处理,增强图像,突出图像中的指示灯,同时去除一些噪声亮点减少后续工作量;然后用直线提取算法提取跑道的线性特征;在对视频图像上这些直线的形状和位置与飞机姿态的关系进行分析之后,通过补偿的方法,给出了从这些线性特征估计无人机姿态和位置的简单方法,这是本文所做工作的核心部分,也是论文的创新之处。文中最后给出仿真实验来验证所提出方法的有效性。 无人机的姿态和位置是它安全着陆的重要导航参数,本文通过视觉的方法获得无人机的姿态和位置参数,降低了对于外界信息和其它测量仪器的依赖性,增强了无人机的独立自主性。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:V279;V249.3

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李飞;谭乐祖;唐亮;;基于跑道灯光的计算机视觉辅助无人机着陆[J];兵工自动化;2012年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张勇;基于合作目标的无人机位姿估计算法研究[D];南京航空航天大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘伟军,董再励,郝颖明,朱枫;基于立体视觉的移动机器人自主导航定位系统[J];高技术通讯;2001年10期
2 邱力为,宋子善,沈为群;用于无人直升机着舰控制的计算机视觉技术研究[J];航空学报;2003年04期
3 王爱民,沈兰荪;图像分割研究综述[J];测控技术;2000年05期
4 刘士清,胡春华,朱纪洪;一种基于灭影线的无人直升机位姿估计方法[J];计算机工程与应用;2004年09期
5 付忠良;图像阈值选取方法——Otsu方法的推广[J];计算机应用;2000年05期
6 胡军,曹作良,郭捷;导航系统视觉快速跟踪方法[J];天津理工学院学报;2002年01期
7 韩思奇,王蕾;图像分割的阈值法综述[J];系统工程与电子技术;2002年06期
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9 蔡昌军;无人驾驶飞机的发展趋势[J];中国航天;2000年03期
10 叶斌,彭嘉雄;基于形态学Top-Hat算子的小目标检测方法[J];中国图象图形学报;2002年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 童瑞华;GPS/AVL系统中关键技术的研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 齐照辉;无人机自动回收技术研究[D];国防科学技术大学;2002年
3 宋瑞子;GPS/SINS组合导航系统中误差及精度研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
4 刘新华;基于视觉的无人机着陆姿态检测和跑道识别[D];南京航空航天大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒲东兵;马志强;庞长明;孙英娟;于哲舟;;基于DSP的掌纹识别门禁系统设计与实现[J];安防科技;2008年02期
2 黄加翼;乔梁;;高能X射线包裹图像边沿特征识别方法[J];安防科技;2011年03期
3 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
4 叶庆;赵明辉;李菲;李彬;范彬;;复杂环境下的夜间车道检测研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年06期
5 汪建;杜世平;王开明;;茶叶的计算机识别应用研究[J];安徽农业科学;2006年10期
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7 杨菁媛;方朝阳;陈晓玲;;基于多时相ENVISAT ASAR的鄱阳湖水面覆盖信息提取及其应用研究[J];安徽农业科学;2011年11期
8 刘婷婷;;基于支持向量机的水稻纹枯病识别研究[J];安徽农业科学;2011年28期
9 任晓东;刘美琴;白慧慧;;基于GMM的黄瓜病害图像建模[J];安徽农业科学;2011年34期
10 姜红军;董杰;平子良;;基于形态学梯度的细胞图像自动分割[J];安徽农业科学;2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 闫茂德;伯绍波;李雪;贺昱曜;;一种自适应模糊的局部区域图像增强算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 张敏虎;任章;;神经网络辅助高动态GPS/INS组合导航融合算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 郭子伟;缪玲娟;沈军;;可观测性分析在改善静基座对准的工程应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 肖洪兵;郭泽荣;;旋转弹载GPS自动跟踪系统设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 陈逊;窦丽华;张娟;孙健;;一种使用图像信息熵的粒子群快速图像搜索算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
6 李晋武;张娟;邹丽晖;;含运动物体的运动场景模糊图像恢复方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
7 许江来;何平;;北斗二代导航应用于载人航天飞行试验飞船轨道根数的确定[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 李莲;闫志洋;;破损胶囊检测的图像处理分析与研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
9 徐刚;陈立平;张瑞瑞;;果园传感器网络数据滤波算法研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 朱奎义;;车载式钢轨断面动态测量装置[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 许志远;雾天降质图像增强方法研究及DSP实现[D];大连海事大学;2010年
4 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
5 范剑英;结构光深度图像获取和处理与三维重建研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 潘放;通航桥梁船撞风险分析与规避措施研究与应用[D];华南理工大学;2010年
7 奉小慧;音频噪声环境下唇动信息在语音识别中的应用技术研究[D];华南理工大学;2010年
8 李南希;非特定人的自然书写脱机中文文本行识别[D];华南理工大学;2010年
9 王晓松;复杂背景下树木图像提取研究[D];北京林业大学;2010年
10 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺静;基于DSP的鸡蛋蛋壳破损实时检测系统的研究[D];华中农业大学;2010年
2 沈昊;基于DSP图像处理的鸡蛋新鲜度实时无损检测研究[D];华中农业大学;2010年
3 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
4 田继辉;用于三维影像快速浏览的多尺度DEM数据组织研究[D];河南理工大学;2010年
5 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
6 李瑞波;图像阴影的检测与去除算法研究[D];山东科技大学;2010年
7 马莉;车牌识别系统中的车牌定位和分割算法研究和实现[D];山东科技大学;2010年
8 徐强;基于TMS320F2812的指纹识别系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
9 齐晓飞;基于路径识别的机器人视觉导航技术的研究[D];长春理工大学;2010年
10 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 耿明志;戎亚新;;图像跟踪技术在无人机自主着陆导航中的应用[J];兵工自动化;2007年01期
2 王茜,彭中,刘莉;一种基于自适应阈值的图像分割算法[J];北京理工大学学报;2003年04期
3 宋凯;纪建伟;;链码表和线段表在计算机图像处理中的应用[J];辽宁工程技术大学学报;2007年02期
4 张小苗;尚洋;雷志辉;于起峰;;一种基于单幅跑道图像的无人机降落位姿测量新方法[J];国防科技大学学报;2008年01期
5 徐贵力,程月华,沈春林;基于激光扫描和计算机视觉的无人机全天候自主着陆导引技术[J];航空学报;2004年05期
6 张广军,周富强;基于双圆特征的无人机着陆位置姿态视觉测量方法[J];航空学报;2005年03期
7 徐贵力;倪立学;程月华;;基于合作目标和视觉的无人飞行器全天候自动着陆导引关键技术[J];航空学报;2008年02期
8 刁灿;王英勋;王金提;苗淼;;无人机自动着陆中的机器视觉辅助技术[J];航空学报;2008年S1期
9 罗飞路,傅恩锡;CCD摄像机内外部参数快速准确的标定方法[J];湖南大学学报(自然科学版);1997年02期
10 刘进,张天序;图像不变矩的轮廓链快速算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 刘新华;基于视觉的无人机着陆姿态检测和跑道识别[D];南京航空航天大学;2004年
2 白亮;基于计算机视觉辅助的组合导航系统[D];西北工业大学;2006年
3 尚佳佳;无人机着陆图像辅助导航方法研究[D];西北工业大学;2007年
4 丁伟;基于视觉图像的无人直升机位姿估计算法研究[D];南京航空航天大学;2007年
5 唐斌;无人机自动起飞/着陆控制技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 赵昊昱;基于视觉的无人机着陆导航[D];华中科技大学;2006年
7 申为峰;基于视觉的无人机自主着陆跑道识别与位姿估计[D];沈阳航空工业学院;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李鹏;自然条件下基于颜色聚类的死钩检测系统研究[D];燕山大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯亚昌,陈刚,李佩琼;飞机纵向起飞着陆动态特性仿真研究[J];北京航空航天大学学报;1989年04期
2 张飞舟,Basharat Mahmood Khawaja,范跃祖,孙先仿;GPS/INU/DM组合定位导航技术在ITS中的应用[J];北京航空航天大学学报;2000年03期
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4 张明廉,徐军;舰载飞机自动着舰系统的研究[J];北京航空航天大学学报;1994年04期
5 魏丽娜;RS-232串行通信接口在控制上的应用[J];长春光学精密机械学院学报;2000年02期
6 施一民,李健,周拥军,张文卿;地方独立坐标系的性质与区域性椭球面的确定[J];测绘通报;2001年09期
7 汪善根;GPS在小区域控制测量中坐标转换方法[J];测绘通报;2001年09期
8 张小红,李征航,汪志明;GPS定位技术在不同领域的应用[J];测绘信息与工程;2001年02期
9 王楠,王勇峰,刘积仁;一个基于位置点匹配的地图匹配算法[J];东北大学学报;1999年04期
10 张才文,周同礼;某型无人机自动着陆轨迹研究[J];弹道学报;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丛杨;李小毛;田建东;唐延东;;基于天际线识别的无人机实时姿态角估计[J];仪器仪表学报;2009年05期
2 岳凤英;高松山;;MEMS惯性测量组合在无人机飞行参数测量中的应用[J];火力与指挥控制;2009年06期
3 曹云峰,苏丙未;无人机4D制导系统研究[J];南京航空航天大学学报;2002年05期
4 刘志花;李淑芬;李宝安;;基于粒子滤波的无人机航迹预测方法研究[J];电子测量与仪器学报;2010年07期
5 丛书全 ,吕晓林 ,刘志强 ,薛艳峰 ,李学利;一种基于虚拟仪器的无人机综合检测控制系统[J];测控技术;2002年05期
6 李建增,田庆民,陈自力;无人机在电子战中的作用[J];现代防御技术;2003年06期
7 王水龙;;他有你有不如我有——海军也造无人机[J];海洋世界;2003年07期
8 杨宁,王保印;无人机航空电子综合测试系统[J];兵工自动化;2004年01期
9 丁力军,丁海生;无人机发动机综合测试系统的设计与实现[J];计算机测量与控制;2004年05期
10 苏安;;“捕食者”B无人机投入作战[J];国际展望;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 余春平;李广云;贺磊;;基于两步法的无人机罗差补偿技术研究[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
2 刘新华;曹云峰;;基于视觉的无人机自主着陆姿态检测方案[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
3 陈春;吴善德;邢立新;;无人机保障地地战役战术导弹射击的特点[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
4 武晓娟;王建军;贾玉红;;无人战斗机的发展与关键技术[A];第二届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2006年
5 胡仲虎;盛怀洁;王伟;;无人机作战生存力设计[A];探索 创新 交流——第三届中国航空学会青年科技论坛文集(第三集)[C];2008年
6 樊兴;张国平;李莉;;无人机协同航路规划技术[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2011年海战场电子信息技术学术年会论文集[C];2011年
7 袁智荣;;压阻式压力传感器在无人机上的应用[A];2000全国力学量传感器及测试、计量学术交流会论文集[C];2000年
8 张丽花;齐晓慧;赵述芳;胡永江;;变结构控制在无人机中的应用研究[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
9 许自富;阮安路;张颿;魏泽峰;刘昌锦;;无人机机载传感器现场校准系统的设计[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(一)[C];2007年
10 高劲松;王朝阳;赵春玲;;在对抗自然灾害中无人机的作用[A];中国科学技术协会2008防灾减灾论坛论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 柴宪辉 纪保成;总装某基地新型无人机试验成功[N];科技日报;2009年
2 本报专稿 李思;军售受制美国 以色列冻结向俄无人机出口[N];世界报;2009年
3 ;德搁置先进无人机项目[N];世界报;2009年
4 王小龙;美“离子虎”无人机创巡航时间新纪录[N];科技日报;2009年
5 陈宇;美要用激光 对付无人机[N];中国国防报;2009年
6 ;伊朗成功试验国产隐身无人机[N];中国航空报;2010年
7 许赟;巴基斯坦接收美国“影子”无人机[N];中国航天报;2010年
8 高宏建 王璠 尹航;无人机:未来空中“小霸王”[N];科技日报;2010年
9 曾涛;中国无人机技术发展迅猛[N];国防时报;2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李晟;视觉假体装置模型建立及视觉信息处理研究[D];上海交通大学;2011年
2 刘海鹏;语言的视觉语义表征及其在场景自动描述系统中的应用研究[D];北京邮电大学;2011年
3 张莹莹;自然刺激下小鸡视网膜神经节细胞群体放电活动时空特性的研究[D];上海交通大学;2011年
4 周文罡;基于局部特征的视觉上下文分析及其应用[D];中国科学技术大学;2011年
5 蒋萍;融合机器人视/嗅觉信息的气体泄漏源定位[D];天津大学;2010年
6 徐赞新;基于无人机的MANET关键问题[D];清华大学;2011年
7 谢妤婵;视觉目标识别与三维定位关键技术的研究[D];天津大学;2009年
8 崔翔宇;表面特征线索在客体保持中的作用[D];浙江大学;2010年
9 张祥合;复杂场景中目标识别与分类的仿生原理和方法[D];吉林大学;2012年
10 蒋鹏;基于语义的视频内容提取与分析关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柴洪林;基于视觉的夜间无人机自主着陆导航[D];华中科技大学;2007年
2 胡珺;面向倒装芯片拾取的视觉系统设计与开发[D];上海交通大学;2010年
3 王雷;基于多源传感器的视觉合成增强技术研究[D];合肥工业大学;2010年
4 程琳;目标识别中视觉稳定性特征提取方法的研究[D];青岛科技大学;2010年
5 高洁;性别视野下的目光政治[D];复旦大学;2010年
6 李华峰;当代“图像模拟”话语的结构与传达[D];吉林大学;2010年
7 向永嘉;行星无人探测车视觉系统算法的研究[D];湖南大学;2010年
8 卢文玉;基于视觉的车辆防撞预警研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 苏力健;CI设计的“漫画风”[D];南京艺术学院;2010年
10 崔赫;基于视知觉图底关系的建筑外立面形式构成研究[D];浙江大学;2011年
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