嵌入式多旋翼机载车辆跟随系统研究与设计

王啸天，于 洋，赵亚威，刘冠楠

(沈阳理工大学 自动化与电气工程学院，沈阳110159)

多旋翼因其控制简单、成本低、易维护等优点广泛应用于各行各业，但由于其负载能力有限，单架多旋翼的应用通常与视觉传感器相关，如交通状况监测、输电线路巡检等[1]；在多旋翼编队系统中，需要利用视觉信息实现避障与定位[2]。针对多旋翼的实时目标检测与识别问题，研究提高识别效率的硬件解决方案具有重要应用价值。

我国虽然在多旋翼无人机的研究方面起步较晚，但发展迅速。大疆在2012年发布小精灵，该四旋翼控制简单并具备拍摄功能，使多旋翼在国内普及[3]。2015年鲜斌等在四旋翼上搭载了英特尔ATOM计算机，利用两帧图像特征点的差值实现对物体的运动估计，根据光流法实现四旋翼在无GPS条件下的定位，但受限于ATOM计算机的性能限制，所用的视觉模块分辨率仅为480P，因此定位误差较大[4]。文献[5-6]在四旋翼上搭载网络摄像机采集地面信息，并提出相应的管理系统与目标检测算法，实现地面目标检测。邱鹏瑞等将飞行控制器和摄像机采集的数据传输至地面站，结合目标检测算法定位参考物体，计算多旋翼的位置参数信息[7]，虽然精度较高，但完全依赖于无线通信的链路质量。姚俊等使用基于赛扬的单板计算机进行障碍物检测，但该板尺寸较大，且与鲜斌教授所用的计算机性能相近[8]。

为保证目标检测精度，同时提高系统的实时性，本文对多旋翼在目标车辆跟随应用中的处理流程进行分析；……