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基于视觉的无人机感知与规避系统设计
基于视觉的无人机感知与规避系统设计
摘要：随着无人机技术的快速发展，无人机在各个领域得到了广泛的应用。然而，无人机在飞行过程中容易受到各种障碍物的干扰，如建筑物、树木等。因此，设计一种能够实时感知和规避障碍物的系统对无人机的安全和稳定飞行具有重要意义。本论文提出了一种基于视觉的无人机感知与规避系统设计，通过利用无人机搭载的摄像头来感知周围的环境，并基于感知结果进行规避操作。实验结果表明，该系统能够有效地感知和规避障碍物，提高无人机的飞行安全性和稳定性。
关键词：无人机；视觉感知；规避系统；障碍物；飞行安全
1.引言
随着无人机技术的飞速发展，无人机在农业、航拍、物流等领域得到了广泛的应用。然而，在无人机的飞行过程中，由于人为或自然原因，会出现各种各样的障碍物，如建筑物、电线杆、树木等。这些障碍物对无人机的安全和稳定飞行造成了很大的威胁。因此，如何设计一种能够实时感知和规避障碍物的系统成为了当前研究的热点之一。
2.系统设计
本论文提出了一种基于视觉的无人机感知与规避系统设计。该系统的基本原理是利用无人机搭载的摄像头来感知周围的环境，并基于感知结果进行规避操作。
2.1系统硬件设计
该系统包括无人机、摄像头和嵌入式系统。无人机作为载体，搭载了一个装配在机身上的摄像头用来实时捕捉周围的图像。摄像头将采集到的图像通过数据线传输给嵌入式系统，嵌入式系统则对接收到的图像进行处理。
2.2视觉感知算法设计
为了实现对障碍物的感知，我们采用了一种基于机器视觉的算法。该算法主要分为图像识别和目标检测两个步骤。图像识别的目的是将图像中的特征点与已有的图像库进行匹配并确定无人机当前所处的位置。目标检测的目的是对前方的障碍物进行检测和识别，判断其是否会对无人机的飞行造成威胁。
2.3规避策略设计
基于视觉感知结果，我们设计了一套规避策略。当无人机检测到前方有障碍物时，会根据障碍物的距离和形状采取相应的规避动作，如变换飞行高度、转向避让等。
3.实验结果
我们对设计的系统进行了一系列的实验。实验结果表明，该系统能够有效地感知和规避各种障碍物，提高了无人机的飞行安全性和稳定性。在不同环境下，系统能够及时发现并规避障碍物，避免了潜在的碰撞危险。
4.结论
本论文提出了一种基于视觉的无人机感知与规避系统设计。通过利用无人机搭载的摄像头来感知周围的环境，并基于感知结果进行规避操作，该系统能够有效地感知和规避各种障碍物。实验结果表明，该系统能够提高无人机的飞行安全性和稳定性，并在不同环境下展现了较好的性能。
参考文献：
[1]ZhangY,LiangB,ZhaoX.DesignofvisualperceptionandavoidancesystemforUAVbasedonmonocularvision[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2019,1087(4):042015.
[2]ShenX,LiT,ZhangS,etal.Vision-basedobstacledetectionsystemforUAVs[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2019,1139(2):022005.