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无人机机载视觉导航系统的设计
资料介绍
无人机机载视觉导航系统不受外界信号影响，自主性高，已成为无人机研究领域的热点之一。本论文的主要目的是设计一种机载视觉导航系统来测量无人机的飞行速度。
论文在分析无人机视觉导航技术及其应用现状的基础上，完成了以下工作：
（1）论文选用MT9V034作为图像采集单元的传感器，STM32F417单片机作为系统核心处理器，MS5611作为气压传感器，MPU9150作为惯性测量核心传感器，MAX3051作为CAN通信链路的控制芯片，并采用40C16TR-1超声波传感器作为高度测量传感器，完成了视觉导航系统的硬件设计。
（2）为了解决块匹配算法搜索策略过于复杂的问题，论文提出了一种可以避免大量搜索运算的搜索中心点预测方法。在进行块匹配时，论文采用先验证梯度条件再进行选域平均的方法，降低了视觉传感器采集图像的形变对匹配精度的影响；采用双线性插值法对整像素点进行子像素细化，提高了匹配的精度。为了保证速度值的准确性，论文设定了图像有效选定区域数的阈值，只有当图像有效选定区域数大于该阈值时，论文才进行视觉速度测量值与惯性数据的融合，更新测量速度；采用无迹卡尔曼滤波器，滤除视觉、高度和惯性传感器的测量噪声。
（3）论文通过对实验数据的分析，选定16mm镜头作为导航系统的视觉传感器的标准配置，确定了该传感器在不同亮度值下曝光大小Ep和图像亮度Fb的参数。对设计的视觉导航系统进行了测试，并将测试结果与搭载GPS导航系统的测试结果进行了比较。测试结果表明，论文设计的视觉导航系统的测量误差低于6%，达到了预期目标。
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资料：bitboy
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