面向自主降落的海事艇載無人機位姿測量方法研究

《面向自主降落的海事艇載無人機位姿測量方法研究》是依託武漢理工大學，由肖長詩擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：面向自主降落的海事艇載無人機位姿測量方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：肖長詩
• 依託單位：武漢理工大學

項目摘要

本項目面向海事安全監管領域，以海事艇（包括有人艇和無人艇）和小型海事旋翼無人機編隊協同進行自主巡航為套用背景，以實現小型海事無人旋翼機在海事艇載平台上的全自主降落為具體目標，結合機器視覺、攝影測量和多感測器信息融合技術，研究基於多目立體視覺的艇載協同位姿測量系統平台的構建，研究基於“逆仿生”變色龍隱身原理的複雜海空巡航環境下艇-機合作目標的可靠檢測方法以及無人機位置和姿態的檢測和測量方法，最終提出一種基於多目視覺的無人機位姿“檢測-測量-估計”系統算法，探索解決小型無人機在海事安全保障中套用的技術瓶頸。項目的成果對豐富海事領域的海事艇-無人機協同作業理論、提高海事無人機的巡航能力，擴展海事電子巡航手段等方面具有重要的理論和套用意義。

結題摘要

無人飛行器已經逐漸被推廣套用在各個行業，然而， UAV與周圍環境之間的局部互動能力仍然是當前制約其進一步發展的一個主要因素，也是實現其完全自主航行面臨的挑戰之一。其中，自主降落是提高旋翼無人機自主性的關鍵能力之一。面向無人機自主降落任務，項目研究主要利用視覺測量與信息融合技術開展對無人機位姿測量與估計方法的研究，為實現該任務提供可靠的信息反饋。針對降落過程視覺有效測量範圍問題，研究並設計一種視覺分層式無人機定位與位姿測量方法，採用相應的檢測算法對觀測目標不同尺度的特徵進行提取，並根據平面單應性關係實現當前相對位姿的重構。針對單視角特徵匹配與位姿最佳化問題，研究並設計一種基於單目P3P的無人機位姿測量方法。針對多視角特徵匹配與幾何不確定性最佳化問題，研究並設計一種基於多視角匹配與結構最佳化的無人機位姿測量方法。針對多源信息融合問題，研究並設計一種以貝葉斯預測與更新為框架的多視覺測量信息融合方法，實現對無人機運動狀態的估計的同時對視覺位姿解進行實時地異常監測。項目團隊共發表期刊論文43篇，其中其中SCI檢索10篇，EI檢索12篇，中文核心期刊21篇。並自主研發的多個小型無人巡航器，包括無人機、海事無人艇。申請發明專利15項。出版相關專著1本。申請軟體著作權4項。