刘　富, 蔡文波, 康　冰

(吉林大学 通信工程学院, 长春 130022)

0　引　言

近年来, 许多学者致力于将图像传感器增加到四旋翼飞行器的套件中。由于光学传感器能采集周围的环境信息, 并根据信息可快速准确估计飞行器的飞行状态, 因此可采用视觉技术使无人机具有相对定位和自主导航的能力, 而且视觉信息可在某些球定位系统(GPS: Global Positioning System)无法应用的环境下使用, 如室内或某些密闭空间。

目前对常规的控制四旋翼稳定飞行的研究报道[1-10]都是从控制算法入手, 不能解决实际飞行中水平漂移的问题。称为视觉伺服控制的基于视觉的控制系统应运而生, 经过近几十年的发展, 伺服控制又分为基于位置的伺服控制和基于图像的伺服控制, 两者比较而言, 基于图像的视觉伺服控制有更强的鲁棒性[11]。文献[12]最早建立了基于图像和跟踪目标物之间的关系, 然后利用成像测量法直接控制无人机。利用地面某个图像目标, 可推导出导致图像形成的无人机的位置信息； 反之亦然, 根据期望的图像位置信息与实际位置信息的差值可以控制无人机的运动方向和速度等。文献[13]采用基于视觉的控制技术, 识别地面上的4个黑圈构成的目标物, 利用地面上4个黑圈的特定位置信息可得到自身的位置姿态信息。文献[14]选择平面上的4个颜色不同的点为目标物, 也能得到自身的位置和姿态信息。

笔者主要解决了室内四旋翼无法定点飞行的问题, 首先搭建了带有视……