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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林仕傑
研究生(外文):Lin, Shih-Jie
論文名稱:針對UAV緊急迫降系統使用立體視覺進行地形 平坦分析
論文名稱(外文):Using Stereo Vision to Terrain Flatness Analysis for UAV Emergency Landing System
指導教授:莊岳儒
指導教授(外文):Chuang, Yue-Ru
口試委員:莊岳儒王元凱許獻聰
口試委員(外文):Chuang, Yue-RuWang, Yuan-KaiSheu, Shiann-Tsong
口試日期:2015-06-29
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
系所名稱:電機工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:35
中文關鍵詞:無人飛行載具緊急迫降立體視覺NCC地形平坦度
外文關鍵詞:Unmanned Aerial VehicleEmergency LandingStereo VisionNCCTerrain Flatness
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無人飛行載具(UAV)的應用已廣泛於軍事、科技與民生用途。當UAV遭遇緊急狀況需進行迫降時,UAV必須有能力自行搜尋一塊平坦的區域進行迫降。搜尋的方式可以透過雷達、雷射、超音波或影像辨識方式進行,而本論文是完全採用立體視覺的方式來進行地形平坦度分析。本論文是透過裝設在UAV機體下方的相機得到地面之即時影像,並參考紅外線測距儀或高度計以取得目前飛行高度,再利用NCC (Normalized Cross Correlation)匹配演算法先後對邊緣與非邊緣像素點進行匹配計算得到影像的真實深度。藉由此深度資訊來判斷地形平坦度,如此UAV將能自行搜尋出一塊可進行迫降的區域。
Unmanned Aerial Vehicle (UAV) has been widely applied in military, technology and the people’s livelihood. When UAV encountering some situations needs to do emergency landing, it should have the ability to search a flat area for landing. The search ways can use radar, laser, ultrasound, or image recognition, and this paper completely uses the stereo vision approach to analysis flatness. This paper uses a pair of cameras, which are deployed under the body of UAV to get the real-time images of ground, refers infrared distance meter or altimeter to evaluate the current altitude, and then uses NCC algorithm to find edge and non-edge matched pixels to compute the real depths of the terrain. Based on the obtained depth information, UAV can autonomously determine the terrain flatness and find an area for emergency landing.
摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 主要貢獻 1
1-3 章節架構 1
第二章 相關背景知識與定理推導 3
2-1 無人飛行載具 3
2-1-1 無人飛行載具的歷史 3
2-1-2 無人飛行載具的發展 4
2-2 四旋翼直昇機 4
2-3 緊急降落系統 6
2-4 三維掃描技術 6
2-5 深度估算技術 7
2-5-1 匹配代價估算 7
2-5-2 匹配代價聚合與視差估算/優化 7
2-5-3 視差細化 8
第三章 深度計算與平坦度分析 9
3-1 雙邊濾波器 10
3-2 坎尼邊緣偵測 11
3-3 邊緣匹配 12
3-4 非邊緣匹配 14
3-5 深度計算 15
3-6 深度補償 16
3-7 深度單位轉換 19
3-8 平坦度分析 20
3-9 降落範圍 20
3-9-1 範圍大小計算 20
3-9-2 平坦度影像 22
第四章 實驗模擬與分析 24
4-1 實驗環境 24
4-2 深度影像模擬 25
4-2-1 針對邊緣匹配進行檢測 25
4-2-2 深度補償機制之模擬 27
4-2-3 真實深度表之模擬 29
4-3 真實影像之模擬 30
第五章 結論與展望 33
參考文獻 34

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