基于树莓派的四旋翼无人机视觉导航系统及方法
warnie 2023/7/23
# 基于树莓派的四旋翼无人机视觉导航系统及方法
🚁 本系统实现一键启动后全程自主闭环飞行，无需人为干预。结合超声波传感器与图像采集处理模块，融合计算机视觉技术，实现了飞行器在一定高度上的稳定循迹飞行。
# 目录
# 控制系统组成
- 🟦 超声波传感器：用于高度测量
- 🟩 光流传感器：用于位置和速度估算
- 🟧 6050陀螺仪及加速度计：获取姿态参数与欧拉角
- 🟥 树莓派（上位机）：负责数据处理与控制决策
# 循迹实现的原理
# 四旋翼定高悬停
✈️ 无人机一键起飞后，利用超声波传感器获取高度信息，经过高度补偿算法修正后，将高度值输送给飞行控制器。飞控器将实际高度与设定高度比较，计算误差，并通过增量式PID算法闭环控制油门输出，实现四旋翼的稳定定高悬停。
# 循迹
📷 图像控制器采集图像并传送至上位机。上位机利用开源视觉库对每帧图像进行灰度二值化、去噪、形态学运算、Canny边缘检测和概率霍夫变换，提取特征。通过识别循迹路线的左右边缘，结合math库计算中心线坐标及偏移量，并将偏移量反馈给主控。主控通过PID算法调整横滚，实现对中心线的精确跟踪，最终通过俯仰控制实现无人机向前飞行。
# OpenCV中所涉及函数
- [ ] 灰度化
- [ ] 自适应阈值
- [ ] Canny边缘检测
- [ ] 概率霍夫线检测