【摘 要】
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微小型飞行器(Micro Air Vehicle:MAV)是一种尺寸上接近鸟类或昆虫飞行的新型飞行器,小巧的体积带来绝佳的隐蔽性和廉价性特点,但是也产生了飞行器负载能力低,抗干扰能力差的
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微小型飞行器(Micro Air Vehicle:MAV)是一种尺寸上接近鸟类或昆虫飞行的新型飞行器,小巧的体积带来绝佳的隐蔽性和廉价性特点,但是也产生了飞行器负载能力低,抗干扰能力差的缺点。编队飞行不仅让MAV具有了更好的气动特性,更提高了其分工协作完成任务的能力。相对视觉导航运用在MAV编队飞行中,提供了更为直观的编队成员间的相对距离和姿态,不仅可以用于保持队形、防止碰撞,还可以通过信息交互,弥补单MAV导航能力低下的现状。本文研究了从图像中提取MAV成员间相对位置姿态信息的问题。首先,通过坐标系的建立和小孔成像模型的运用,提出将PnP (Perspective n-Points Problem)问题的求解方法运用到MAV相对视觉导航中,并给出了具体的快速求解算法。然后建立了基于三维建模软件3ds MAX和自然景观建模软件Vue的视觉导航系统仿真平台。通过建立精确的飞行器三维模型,自然光照和景物模型,生成了逼真的飞行器编队飞行动画和图像。第三为了从飞行动画和图像中提取相对位姿信息,本文引入了一种新的色彩梯度自适应阈值图像分割法,并对PnP求解的导航算法和基于圆特征的导航算法进行了仿真和比较,提出了改进的方法。最后,本文讨论了针对视觉相对导航的最佳MAV编队位置问题,提出了一种判断标准和选择因子,并对其效果进行了仿真。
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