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基于单目摄像机的三自由度直升机轨迹跟踪。 (英语) 兹比尔1302.93155

摘要:近年来,基于视觉的无人机飞行控制问题受到了广泛关注。针对三自由度直升机的轨迹跟踪问题,提出了一种新的解决方案,即只使用机载单目摄像机,不使用任何人工标记。首先,采用并行跟踪与映射(PTAM)算法估计三自由度直升机的姿态角,该算法是视觉同时定位与映射(vSLAM)问题的著名解决方案。然后将机载相机与直升机坐标系之间映射的标定难题转化为一个优化问题。应用鲁棒成本函数来获得映射的精确估计。最后,为了减轻非线性和通道间耦合的影响,采用反馈线性化(FL)和线性二次调节(LQR)技术设计控制器。实验结果表明,该方法能够保证直升机无漂移悬停,具有良好的跟踪性能。

MSC公司:

93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等)
68T45型 机器视觉和场景理解
94A08型 信息与通信理论中的图像处理(压缩、重建等)
68T40型 机器人人工智能
93B18号机组 线性化
49甲10 线性二次型最优控制问题
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Brockers,R.S.Susca D.Zhu L.Matthies独立于外部传感器输入的微型飞行器的全自给式视觉辅助导航和着陆无人系统技术会议XIV Baltimore,MD 83870Q 2012
[2] Weiss,Mo-nocular-SLAM-Based Navigation for Autonomous Micro Helicopters in GPS-Denied Environments,J.Field Robot。28(6)第854页–(2011)·doi:10.1002/rob.20412
[3] Ghadiok,关于低成本四旋翼飞机Auton的姿态稳定、基于视觉的导航和空中抓地力的设计和开发。机器人。33(1-2)第41页–(2012)·doi:10.1007/s10514-012-9286-z
[4] Grabe,V.H.H.Bulthoff P.R.Giordano基于光流的四旋翼无人机机载速度估计和闭环控制IEEE国际机器人与自动化会议,明尼苏达州圣保罗491 497 2012
[5] Eberli,使用单个圆形地标的MAV基于视觉的位置控制,J.Intell。机器人。系统。61(1-4)第495页–(2011)·Zbl 06070420号 ·doi:10.1007/s10846-010-9494-8
[6] Herisse,B.F.X.Russotto T.Hamel R.Mahony使用光流控制VTOL无人飞行器的悬停飞行和垂直着陆IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议,法国尼斯,801 806 2008
[7] Herise,《使用光流在移动平台上降落垂直起降无人机》,IEEE Trans。机器人。8(1)第77页–(2012)·doi:10.1109/TRO.2011.2163435
[8] 马洛(Marlow),《使用单目视觉进行避障的局部地形测绘》,J.the Amer。直升机Soc.56(2)pp 22007–(2011)·文件编号:10.4050/JAHS.56.022007
[9] Herisse,B.S.Oustrieres T.Hamel R.Mahony F.X.Russotto VTOL UAV基于光流的地形跟踪策略,使用多视图IEEE机器人和自动化锚地国际会议,AK 3341 3348 2010
[10] Shakernia,《无人机着陆:基于视觉的运动估计和非线性控制》,亚洲控制杂志1(3)第128页–(1999)·doi:10.1111/j.1934-6093.1999.tb00014.x
[11] Li,W.T.Zhang K.Kuhnlenz空中-地面多机器人系统中的视觉引导自主四电机IEEE机器人与自动化国际会议,中国上海,2980 2985 2011
[12] Guenard,无人飞行器的实用视觉伺服控制,IEEE Trans。机器人。24(2)第331页–(2008)·doi:10.1109/TRO.2008.916666
[13] 卡里略,使用视觉的四旋翼稳定和轨迹跟踪,J.Intell。机器人。系统。61(1-4)第103页–(2011)·Zbl 06070399号 ·doi:10.1007/s10846-010-9472-1
[14] Lee,D.T.Ryan H.J.Kim使用基于图像的视觉伺服在移动平台上自主着陆垂直起降无人机IEEE机器人与自动化国际会议,明尼苏达州圣保罗市,971 976 2012
[15] Meier,L.P.Tanskanen F.Fraundorfer M.Pollefeys PIXHAWK:使用机载计算机视觉的自动飞行系统IEEE机器人与自动化国际会议,中国上海2992 2997 2011
[16] Yamada,T.T.Yairi S.H.Bener K.Machida《带有视觉标记的室内浮标SLAM研究》ICROS-SICE国际联合会议,日本福冈,647 652,2009
[17] Davison,MonoSLAM:实时单摄像机SLAM,IEEE Trans。模式分析。马赫。智力。第29(6)页,第1052页–(2007年)·Zbl 05340861号 ·doi:10.10109/TPAMI.2007.1049文件
[18] Klein,G.D.Murray小型AR工作空间的并行跟踪和绘图第六届IEEE和ACM混合和增强现实国际研讨会,日本奈良225 234,2007
[19] Eade,E.T.Drummond可伸缩单目SLAM IEEE计算机学会计算机视觉和模式识别会议纽约,纽约469 476 2006
[20] Chiu,《小型无人机的唯视自动飞行控制》,IEEE Trans。车辆。Technol公司。第60(6)页,第2425页–(2011年)·doi:10.1109/TVT.2011.2157545
[21] 田中,基于无线视觉的室内微型直升机稳定,IEEE/ASME Trans。麦查顿。17(3)第519页–(2012)·doi:10.1109/TMECH.2011.2181532
[22] Kallapur,小型固定翼无人机的鲁棒无陀螺姿态估计,亚洲J.Control 14(6),第1484页–(2012)·Zbl 1303.93169号 ·doi:10.1002/asjc.507
[23] Rosten,E.T.Drummond高速角点检测机器学习第九届欧洲计算机视觉会议,奥地利格拉茨430 443 2006
[24] 斯特拉斯达特,Visual SLAM:为什么要过滤?,图像可视性。计算。30(2)第65页–(2012)·doi:10.1016/j.imavis.2012.02.009
[25] 马,《3D视觉邀请:从图像到几何模型》(2006)
[26] 张,《确定极线几何及其不确定性:综述》,《国际计算杂志》。视觉。27(2)第161页–(1998)·Zbl 05470921号 ·doi:10.1023/A:1007941100561
[27] Shan,多个三自由度实验直升机的同步轨迹跟踪控制,IEE程序-控制理论与应用。152(6)第683页–(2005)·doi:10.1049/ip-cta:20050008
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