基于嵌入式平台的无人机视觉智能跟踪系统开发

作     者：刘丹 

作者单位：沈阳航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李忠海

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：嵌入式系统 目标检测与跟踪 ARM-Linux平台 S3C2410处理器 

摘      要：随着现代社会的不断发展进步,人们对军用设备和民用设备需求的不断扩大、以及对其要求的不断提高,运动目标的识别与跟踪技术已经快速发展为现代信息处理领域中一项至关重要的技术,同时这项技术也是无人机野外战场侦察中的重点和难点,并在许多应用领域内发挥着不可替代的作用。目前,基于PC机的目标检测与跟踪技术的发展已趋于成熟,但其在基于嵌入式平台的视觉技术应用领域的研究还处于初级阶段。由于嵌入式系统具有体积小巧,便于携带等一系列PC机无法替代的优点,将其运用于无人机野外战场侦察、跟踪打击目标等,可以使无人机的作用大大提高,因此如何对运动目标进行有效检测和跟踪并且在嵌入式系统中实现是目前急需解决的课题。 本文首先概述了基于嵌入式平台的视觉智能跟踪系统研究的背景、意义以及研究现状,通过分析国内外视觉智能跟踪系统研究的发展现状和应用中所面临的实际问题来说明本课题研究的重要性;然后提出了一种基于ARM嵌入式S3C2410处理器的视觉检测与跟踪系统的设计方案,并且将系统中涉及的重点设计方法进行了详述;主要包括嵌入式核心处理器的选择、嵌入式操作系统的选择等。其次具体介绍了嵌入式视觉智能跟踪系统的硬件平台和软件设计方案,针对其中ARM-Linux平台的搭建、USB摄像头驱动、OpenCV库的移植等问题作了重点说明。然后对系统采用的目标检测和跟踪算法进行了详细的叙述,并且通过仿真实验验证了本算法的有效性。 最后通过实验仿真,验证了所提出的基于嵌入式平台的视觉智能跟踪系统设计方案的合理性,并且指出本研究的未来发展的方向。这种分析和设计的方法对视觉跟踪系统的嵌入式应用具有一定的指导和借鉴意义。