海上搜寻无人机移动目标识别与跟踪
无人机对地和对海面目标尤其是移动目标的探测与跟踪已成为现代军用和民用侦察的重要手段，本论文研究无人机对海面移动目标识别与跟踪相关技术，解决目标识别与跟踪、稳定平台及其控制和无人机对移动目标制导控制律应用中的关键技术问题。无人机对海面移动目标识别与跟踪是指由无人机上携带的摄像机探测移动目标的图像信息，经图像处理获取对目标的定位信息。机载稳定平台能依据图像定位信息自动调整安装在稳定平台上摄像机的方位角和俯仰角，使被跟踪的海面目标始终保持在摄像机的视场中心，稳定平台的离轴角用于无人机对移动目标的制导控制，实现无人机及其侦察吊舱持续对海面移动目标的跟踪。 本论文研究内容主要包括三个方面： (1)图像处理技术。首先对由摄像机获取的图像进行预处理、分割，并利用Hu不变矩对目标进行特征提取，用最小距离分类法对目标识别；然后利用自适应更新模板匹配和基于H?滤波器预测相结合的方法对移动目标进行跟踪；最后提出了利用图像信息和导航信息融合的方法对目标进行精确定位，并计算出稳定伺服平台需要调整的角度。 (2)机载稳定平台跟踪控制。首先对稳定平台原理进行研究；随后对系统总体性能进行了分析，并对系统的主要部件进行数学建模；最后在系统中针对摩擦力对跟踪精度的影响，提出了利用后推法(Backstepping)设计PID滑模面的滑模控制器并进行了数字仿真。 (3)无人机目标跟踪制导控制。首先建立了无人机的运动学模型，分析了无人机和运动目标相对运动，并对相对距离变化进行数学建模，随后分别设计了基于RPG的对静止目标和运动目标的Standoff跟踪控制律，并对其进行了性能分析，最后对本文所提的制导律进行了仿真验证，仿真表明所设计的制导律可以完成对目标的跟踪。
无人机;运动目标;海上搜寻;目标识别;制导控制;目标跟踪
南京航空航天大学
硕士
控制理论与控制工程
王道波
2014
中文
V279.2;U676.83
88
2016-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）