冯新宇，王贺磊，蒋洪波

(黑龙江科技大学电气与控制工程学院，哈尔滨 150022)

0 引言

四旋翼无人飞行器测量方位采用惯导器件实现，而室外测量通常采用GPS的方法，激光雷达和超声波器件用于避障。在城市的狭小空间或者敌对环境下这种方式是不可靠的[1-3]。引入计算机视觉技术来实现更复杂的任务是无人机技术的发展趋势，如目标跟踪、军事侦查、电力巡检等[4]。目前小型四旋翼飞行器的自主飞行通过自驾仪模块实现，半自主飞行一般通过遥控器实现[5]。飞行器在飞行过程中，空间的绝对位置获取是飞行安全的重要指标之一[6]。目前利用计算机视觉和惯性导航器件相结合以准确估计无人机位置和方位已成为发展的主流。视觉实现部分自主飞行的算法包括：跟踪FAST算法[7]、SIFT算法[8]、SURF算法[9]、Harris检测算法[10]等。这些算法不是专用的巡线算法，在小型四旋翼飞控运行响应时间较长，响应时间超过100ms。在特定的领域应用，兼顾图像处理和飞行控制是小型四旋翼飞行器主要面临的问题。本文在设计了基于STM32F407微控制器的四旋翼飞行器基础之上，分析几种经典图像处理算法的基础上，提出一种自主巡线图像快速检测算法，满足小型微控制器的处理要求，能快速感知路径的信息，按规定的路线完成飞行任务。

1 控制原理

四旋翼飞行器飞行的参照飞行目标设定为深色黑线。图像处理的核心就是短时间快速识别这条路线，保证飞行器在高速飞行过程中快速响应，保证正常的飞行姿态。……