毕业设计(论文)开题报告
一、选题的目的和意义
无人机可分为固定翼和旋翼机两种结构形式，其中，旋翼机相对固定翼有较大的优势。由于旋翼机起飞不因场地而有所限制，能够实现垂直起降和定点悬停等功能，随着计算机技术，嵌入式技术等相关技术的飞速进步，无人机开始从军事化逐步应用于民用行业中，其中旋翼无人机由于结构简单，操作灵活，被很多领域作为一种新兴的空中移动平台，搭载各种相应的任务负荷，广泛应用于影视航拍，灾害救援，电力巡航，情报监视，战损评估等诸多方面，其具有非常高的应用价值和广阔的应用前景。[3]
农业方面，利用无人机喷洒农药提高农业作业的效率，另外搭载相机对农作物的生长情况进行监测以防止病虫害；工业应用方面，利用无人机对高压长距离输电线路进行巡检，大大减少了巡检人员高空作业的危险性；亚马逊等公司利用无人机投送快递，从而代替了传统快递人员投送快递，提高了物流行业的高效性；灾害救援方面，无人机搭载遥感设备获取灾害地区的实时地貌信息，同时使用SLAM算法实现自主定位，进入搜救人员无法进入的区域进行救援任务，搭载灭火装置可实现火灾救援任务等。[2]
随着无人机技术与计算机信息技术的发展，无人机的智能化和自主性要求越来越高，四旋翼飞行器可实现的功能也越来越多，激光雷达，GPS等都可作为机载设备去执行一些具体任务，目标识别与跟踪就是其中一种，[5]并且目标识别与跟踪算法研究是无人机技术的研究热点之一，这使无人机在视觉导航，视觉定位与自主跟踪方面有了更高的要求。
无人机搭载摄像头可以获取到地面无法获得的大量环境信息，且抗干扰能力较强，通过应用激光雷达和视觉传感器，使得无人机可以感知周围障碍物的信息并且绕开障碍物飞行，实现无人机的自主飞行，无人机的操作和使用更加灵活；另一方面，通过加入机载计算机实现目标检测和跟踪算法，通过检测的目标位置对无人机进行位姿估计，实现无人机的自主定位与跟踪。[12]由于固定在地面的摄像头观察范围有限，而无人机可以在空中任意位置进行检测跟踪任务，信息搜集区域广，能够获得全局的信息也能处理得到局部的微小信息，所以在无人机上应用检测跟踪模块优点更为突出。
二、国内外现状与发展趋势
随着计算机硬件技术发展，计算机视觉也随着处理器运算速度的提高得到了快速地发展。无人机的视觉导航主要解决的问题包括图像预处理，特定目标的提取，目标跟踪以及数据融合定位等问题。
美国密歇根大学实验室利用AR.Drone无人机上搭载摄像头，通过检测到的April基准标记完成自主跟踪与着陆，解算出无人机与地面车平台之间的六自由度相对位姿信息，利用延迟状态扩展卡尔曼滤波进行状态估计，然后执行运动控制，从而完成无人机的精确跟踪与降落技术。[9]
