随着信息技术的发展,无人机已经成为目前研究的热点。无人机能够自主着陆或者通过拦网回收,同时能够自主完成起飞、导航等任务,其中着陆阶段是故障高发阶段。因此本文提出了一种GNSS拒止条件下基于多源数据融合的视觉辅助无人机自主着舰系统。本文主要的研究内容如下:(1)首先概述了在无人机自主着陆领域常用的合作地标的,总结不同类型地标的优缺点。然后从形状、尺寸、颜色以及材质几个方面入手设计了新型着舰目标。最后通过实验对比T形和H形的典型着舰地标以及本文设计的着舰地标的性能差异。(2)针对本文设计的着舰地标提出了不同阶段的视觉处理的方案。对于无人机远距离着舰,本文提出了基于RGB颜色空间的图像预处理方法。对于无人机近距离着舰,本文提出了基于HSV颜色空间的图像预处理方法。然后利用基于Canny算法的边缘检测算法来识别着舰地标,对比了不同特征点检测算法的性能。(3)本文提出了基于金字塔LK光流法的特征点跟踪方法,确保了无人机自主着舰跟踪系统的精确度与鲁棒性,实现着舰地标的稳定并且快速跟踪。(4)文中介绍了视觉导航中几个常用坐标系以及坐标系之间的转换关系。摄像机标定为视觉位姿估计提供摄像机内参,最后采用PnP算法结合摄像机的内参数对无人机的位姿进行了解算。(5)文中针对惯性导航系统的累积误差特性,为INS误差数据的仿真提供理论依据,设计了卡尔曼滤波器模型来实现GNSS拒止条件下基于“视觉+INS+雷达高度计”多源信息融合的无人机局部定位技术,然后设计了INS累积误差间歇式修正方案,提高无人机视觉导航系统的定位精度。本文设计了三维视景仿真演示验证系统,三维视景仿真与真实算法仿真相结合,同步显示无人机着舰三维视景和实时视觉导航位姿估计参数,验证本文提出算法的可行性与有效性。最后对演示验证系统的结果进行了分析,该系统能够实现多通道多视场的动态三维联动视景显示处理,实现三维视景演示和算法仿真验证的统一。最后分析了系统的精度性能,本文的无人机自主着舰系统能够实现无人机的准确着舰。