【摘 要】
:
近年来,随着人们工作生活品质的要求不断提高,很多基于位置的服务逐步受到关注,而这些服务的核心就是准确获得使用者的位置。室内场所是很多人工作生活的主要活动区域,而卫星导航技术在室内的精度不高甚至会失效。在面对未知且复杂多变的室内环境时,如何进行准确且高效的定位并且快速熟悉周围环境是目前相关行业的研究热点,利用室内可以获取的各种信息进行定位和环境探测具有重要的现实意义和广阔的发展前景。本文以计算机图像
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目《面向大型未知环境的微型无人机群探测方法》(编号 61971162);
论文部分内容阅读
近年来,随着人们工作生活品质的要求不断提高,很多基于位置的服务逐步受到关注,而这些服务的核心就是准确获得使用者的位置。室内场所是很多人工作生活的主要活动区域,而卫星导航技术在室内的精度不高甚至会失效。在面对未知且复杂多变的室内环境时,如何进行准确且高效的定位并且快速熟悉周围环境是目前相关行业的研究热点,利用室内可以获取的各种信息进行定位和环境探测具有重要的现实意义和广阔的发展前景。本文以计算机图像、深度学习、视觉图像处理以及非线性优化等理论为基础,在经典同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)理论框架的基础上,研究了未知室内环境下的定位技术。首先,本文对动态场景SLAM和多无人机协作定位研究现状进行了分析和总结,然后研究了室内视觉定位的相关理论基础,最后针对动态环境定位和多无人机协作定位展开了如下研究:(1)针对传统SLAM算法在动态环境中易受动态特征点干扰、定位精度较差和鲁棒性不高的问题,提出了一种动态场景下基于视觉SLAM的定位算法。首先,利用深度学习替代传统方法提取图像特征点,再基于特征点利用特征匹配算法关联数据信息,进行相机帧间位姿估计,实现动态SLAM系统前端的功能。在进行共视信息的融合后,建立了动态SLAM定位算法。数据集和真实场景实验结果表明,该方法能够有效降低动态点对定位的影响,提高系统的定位精度。(2)针对未知环境探测时单无人机耗时长、效率低、且鲁棒性不高、易出故障等问题,提出了一种多无人机协作的定位算法。首先,建立了多无人机的协作框架和通信机制,研究了系统的整体实现。接下来,在视觉词袋库的基础上对图像检索算法进行了研究,并在第三章的基础上,研究了基于互回环检测的定位优化算法。最后,基于互回环检测的结果,利用共视区域的坐标转换关系,实现多无人机地图点融合,并利用融合后的全局地图进一步提高定位精度。实验结果表明,本文提出的多无人机协作定位算法可以提高系统定位效率以及提高系统的鲁棒性,完成无人机群对于未知环境的探测。综上,本文对动态场景下基于视觉SLAM的多无人机协作定位方法进行了研究,并进行了实验验证。结果表明,本文所提算法对输入的图像信息进行数据关联后逐步扩大无人机的已知信息区域,完成在未知区域中的定位,在定位误差不大的情况下完成无人机群对于未知环境的探测。
其他文献
电子战是现代战争的重要组成部分,而敌我识别(Identification Friend or Foe,IFF)系统在电子战中发挥着重要作用。对IFF信号的侦察,并快速识别出目标的敌我属性,是现代信息战中一个非常复杂且重要的问题。本文对IFF信号工作模式的智能识别算法进行了研究,通过对连续采样的IFF信号利用机器学习方法进行分析,得到所有IFF信号工作模式的识别及起始时间结果,为进一步的解调提供技术
南堡凹陷位于渤海湾盆地黄骅凹陷北侧,是渤海湾盆地探明程度较高的凹陷,其复杂而独特结构样式一直是前人研究的焦点。本文在高精度的地震解释基础上,系统的分析了主干边界断裂西南庄-柏各庄断层的几何学和运动学特征,厘定了其断裂活动期次和活动强度,恢复断裂的演化过程,同时对南堡凹陷复杂断裂带的形成与演化进行综合分析,明确区域演化的应力机制,进而明确断裂演化对有效烃源岩和沉积的控制作用。研究表明:南堡凹陷断裂演
松辽盆地大庆长垣各老油田历经多年持续的滚动开发,规模较大的构造油藏均已被开发,且各老油田已进入特高含水期,由构造主体区向构造边部寻求小规模油气富集区显得尤为重要。葡362区块葡萄花油层是大庆长垣南部的重要增储潜力区,沉积环境为沉积体系末端的三角洲前缘亚相沉积,其产油层位存在砂体薄、窄、差等问题,急待开展沉积微相的精细研究。本文以高分辨率层序地层学理论作为指导,对葡362区块葡萄花油层内部进行了系统
借助多光谱紫外成像技术提供的以往肉眼未能发现或辨识的新资料,首次识读和探明莫高窟第205窟西壁的古藏文题记是九世纪前半叶的一篇祈愿文,进而结合敦煌莫高窟藏经洞出土的汉文、古藏文文献,考证祈愿文的发愿人为粟特人康进达和来自擦尔龙部落的萨吴,考证祈愿文对应的佛事功德活动就是吐蕃统治时期在第205窟中心佛坛补塑二身天王塑像,使我们对第205窟在中唐时期的补修获得了新的认识。
高光谱图像分类是高光谱遥感领域的重要研究方向之一。目前,高光谱图像分类领域有两大挑战。一方面,传统方法中人工设计的空谱特征通常针对特定场景,需要经验知识,表达能力受限,影响其广泛应用。另一方面,高光谱图像的分类主要集中于监督学习方法。以支持向量机、稀疏表示、逻辑回归等为代表的经典分类方法取得了良好的分类效果。但是监督学习方法以充足且准确的监督信息(标签)为前提,而高光谱图像人工获取监督信息费时费力
随着通信技术的持续发展,无线信道的衰落特性对信息的高效准确传输造成了越来越严重的影响。与多径信道相关的频域选择性衰落,以及多普勒频偏所导致的信道时域变化是恶化系统性能的主要原因。为了抵抗信道衰落的持续影响,一种常用的方式是通信分集技术。当存在多个信道时,它们同时处于深度衰落的可能性将大大降低,因此分集技术通过占用额外的通信开销,显著降低信道衰落的影响。但这种方式会导致系统复用增益的降低,造成频谱利
随硬件水平发展,机器学习突破瓶颈,图像分类问题也成为深度学习活跃领域之一,而传统的深度学习一味增加网络深度与结构复杂程度,使用巨量的训练数据集以及庞大的硬件资源进行学习,这样的资源需求对于日常场景显然是不可行的。学习样本的数量与质量对深度学习效果的影响举足轻重,如何在样本不足的情况下快速训练网络以及如何使网络获得较好的泛化能力乃至网络的自我学习的能力是小样本学习的关键。在小样本图像分类问题中,图像
随着现代科技的发展,无人机技术的发展范围也迅速扩大,通过无人机群执行难以由人力完成的任务,可以有效地减少不必要的人力消耗,降低复杂任务带来的伤亡和潜在的危险。无人机执行任务的一个重要前提是航迹规划,其本质是在满足无人机本身物理限制和任务约束的条件下,在复杂环境的可行路径中寻找最优解的过程,但随着任务复杂程度的增加,离线航迹规划的复杂度也随之增加;无人机飞行时潜在的突发威胁因素变得复杂,在线局部重规
智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)是由大量低成本的无源反射单元组成的二维电磁超表面,它可以“改变无线通信环境”,从而提高无线通信网络的性能,被认为是第六代移动通信(The 6th Generation,6G)的关键候选技术之一。物理层安全(Physical Layer Security,PLS)技术是一种利用无线信道的时变性、随机性、互易性等特点,独
红外热成像技术具有全天候工作以及隐蔽性好等优势。红外弱小目标检测与跟踪技术应用于精确制导、红外监控以及早期预警等领域,具有重要意义和研究价值。但是红外弱小目标具有尺寸小、对比度低、缺乏纹理信息等特性,并且复杂红外背景中存在与目标尺寸以及亮度等相似的干扰,这些因素使得目标检测与跟踪任务困难重重。本文通过分析红外弱小目标特性,对红外弱小目标检测与跟踪技术展开了深入研究。首先,本文对红外辐射原理以及红外