题目：倾转四旋翼无人机旋翼飞行模态自主感知-回避技术研究

感知-回避能力是四旋翼无人机在低空及近地空域全自主飞行的必然要求。本文研究倾转四旋翼无人机在室内结构化环境中自主感知-回避的问题，目的是回避障碍，避免碰撞，保证当前飞行安全。本文基于立体视觉系统建立了倾转四旋翼无人机感知-回避系统基本框架，包括决策阶段和行为阶段，并逐个突破关键技术。在感知-回避决策阶段，实现了环境感知，环境描述和回避路径规划。在视差图获取过程中的立体匹配环节，采用基于边缘信息的区域立体匹配方法，快速准确的实现立体匹配。在此基础上，突破传统的将障碍物分离的避障算法，直接采用场景深度图作为环境描述，更适用于障碍物众多的复杂环境。在栅格建模的启发下，采用基于像素的任意深度安全地图描述法和基于栅格的景深图描述法。基于这两种环境描述，采用了先生成虚拟目标点再逐步增加航路点的回避路径规划方法。在感知-回避的行为阶段，实现了自主定位。充分利用四旋翼自主悬停的优势，只通过航向角和相对位移的解算实现自主定位，降低了算法的复杂度，提高了解算效率。首先采用Shi和Tomasi的方法进行特征点提取，再运用基于图像金字塔光流的方法实现特征跟踪，最后通过运动估计得出飞机航向角和位置，实现最终自主定位。在运动估计过程中，采取误差范围限定，边界限定，鲁棒估计的方法剔除误配点，使得最终的匹配正确率达到94%。在研究过程中，对设计的算法均进行了实验验证，分析了算法的有效性和实时性。