多旋翼飛行器基于單目視覺的動態(tài)目標(biāo)跟蹤.pdf

1、隨著機器人技術(shù)的迅速發(fā)展，機器人逐漸被應(yīng)用于各個領(lǐng)域。特別是小型多旋翼飛行器由于其結(jié)構(gòu)簡單，成本較低和運動靈活等優(yōu)勢，近年來成為機器人領(lǐng)域研究的熱點之一。本文以多旋翼飛行器為研究平臺，主要研究了基于單目視覺的動態(tài)目標(biāo)跟蹤問題。
　　本文的研究目標(biāo)是要實現(xiàn)多旋翼飛行器在自主飛行條件下進行動態(tài)目標(biāo)的跟蹤。而對飛行器狀態(tài)的實時估計是實現(xiàn)其自主飛行的基礎(chǔ)，本文對此也做了深入研究。為了獲得更高精度的姿態(tài)估計值和濾波穩(wěn)定性，本文分別討論了擴展

2、卡爾曼濾波算法和容積卡爾曼濾波算法，并分別應(yīng)用于多旋翼飛行器的姿態(tài)估計，最終提出了基于容積卡爾曼濾波的飛行器姿態(tài)估計算法。經(jīng)過實驗驗證，所提出算法得到的姿態(tài)估計值具有較高的精度，能夠滿足目標(biāo)跟蹤的要求。對于飛行器的位置估計，本文采用全球定位系統(tǒng)和氣壓計組合，實現(xiàn)過程簡單且精度滿足要求。
　　對于動態(tài)目標(biāo)的跟蹤問題，由于本文所用實驗平臺很難穩(wěn)定在固定位置，因此安裝在飛行器上的攝像機和地面目標(biāo)都處于運動狀態(tài)，這樣導(dǎo)致跟蹤目標(biāo)的輪廓尺度

3、會不停變化，以及運動軌跡會有產(chǎn)生一定偏差?；谏鲜鎏攸c，本文深入研究了基于TLD的目標(biāo)跟蹤算法。該算法集合了目標(biāo)跟蹤和目標(biāo)檢測中的多種算法，結(jié)合在線學(xué)習(xí)相關(guān)算法，能夠?qū)崿F(xiàn)對單目標(biāo)長時間的有效跟蹤。本文將該算法應(yīng)用于多旋翼飛行器，經(jīng)過實驗證明，該算法對于在簡單場景下的單目標(biāo)可以達到預(yù)期效果，在目標(biāo)有部分遮擋和一定角度的旋轉(zhuǎn)都能基本滿足要求。
　　由于實際應(yīng)用中需要解決復(fù)雜場景下的多目標(biāo)跟蹤問題，所以本文針對這個問題在原始TLD框架下