基于光流法的空中機(jī)器人自主起降方法研究的任務(wù)書(shū)任務(wù)書(shū)任務(wù)概述：空中機(jī)器人自主起降技術(shù)是指空中機(jī)器人在沒(méi)有人類干預(yù)的情況下，能夠準(zhǔn)確，安全地完成起降任務(wù)的一種技術(shù)。在無(wú)人機(jī)的飛行領(lǐng)域，自主起降技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，因?yàn)樗梢源蠓瓤s短人工操作的時(shí)間和勞動(dòng)力成本，同時(shí)也可以提高無(wú)人機(jī)起降的安全性。本次研究任務(wù)主要探討的是基于光流法的空中機(jī)器人自主起降控制方法的研究。研究目標(biāo)：因目前市場(chǎng)上的無(wú)人機(jī)已經(jīng)普及化，因此本次研究任務(wù)旨在開(kāi)發(fā)一種可以適用于多種型號(hào)無(wú)人機(jī)的自主起降控制方法。該方法不僅能夠提高無(wú)人機(jī)的安全性，還可以簡(jiǎn)化上下車?yán)щy的人類操作，提高無(wú)人機(jī)的使用率。本次研究任務(wù)的目標(biāo)如下：1.探究基于光流法的自主起降控制方法的原理和理論基礎(chǔ)；2.建立基于光流法的空中機(jī)器人自主起降仿真模型；3.驗(yàn)證基于光流法的自主起降控制方法在仿真模型上的有效性和可靠性；4.進(jìn)行實(shí)際場(chǎng)景中的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和總結(jié)。研究?jī)?nèi)容：1.光流法原理和理論基礎(chǔ)光流法是一種計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，可以通過(guò)對(duì)相鄰幀之間的像素點(diǎn)變化進(jìn)行分析，得出目標(biāo)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)中的速度和方向。光流法的基本假設(shè)是，相鄰兩幀的像素值是相等的（物體在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，同一物體的像素值是不變的）。2.基于光流法的自主起降仿真模型本研究任務(wù)將建立一個(gè)基于光流法的無(wú)人機(jī)自主起降仿真模型。首先，需要確定無(wú)人機(jī)起飛和降落區(qū)域，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和仿真。其次，通過(guò)編寫控制程序，在模型中實(shí)現(xiàn)基于光流法的自主起降控制方法。3.基于光流法的自主起降控制方法驗(yàn)證通過(guò)對(duì)自主起降仿真模型的驗(yàn)證，可以評(píng)估控制方法的有效性和可靠性。如果仿真模型說(shuō)明光流法控制方法是安全、穩(wěn)定、可控的，則需要將該算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)分析總結(jié)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)。從而可以更好地評(píng)估基于光流法的自主起降控制算法的有效性和可行性。研究方法：1.收集相關(guān)文獻(xiàn)和資料，對(duì)光流法和自主起降控制方法進(jìn)行系統(tǒng)的綜述和分析研究。2.基于MATLAB或其他仿真軟件建立無(wú)人機(jī)自主起降仿真模型。在模型中，考慮無(wú)人機(jī)受到的外界干擾，如風(fēng)速、氣壓、溫度等。3.通過(guò)編寫控制程序，實(shí)現(xiàn)基于光流法的無(wú)人機(jī)自主起降控制方法，并與其他自主起降方法進(jìn)行比較。4.選擇一種或多種無(wú)人機(jī)，在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行空中機(jī)器人自主起降實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析。研究進(jìn)度：本次研究任務(wù)的時(shí)間表如下：第一期（2個(gè)月）：1.進(jìn)行文獻(xiàn)綜述和資料收集，梳理和分析光流法和自主起降控制方法的理論和研究狀況。2.基于Matlab仿真軟件，建立自主起降仿真模型，初步實(shí)現(xiàn)基于光流法的自主起降控制方法。第二期（2個(gè)月）：1.實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)在仿真模型中的自主起降控制。2.評(píng)估控制程序的有效性和可靠性。3.解決代碼中出現(xiàn)的對(duì)于誤差調(diào)整等問(wèn)題。第三期（2個(gè)月）：1.在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地搭建無(wú)人機(jī)自主起降實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。2.進(jìn)行無(wú)人機(jī)自主起降實(shí)驗(yàn)，并收集數(shù)據(jù)分析結(jié)果。3.總結(jié)研究成果。研究成果：完成本次研究任務(wù)后，將得到如下成果：1.探究基于光流法的自主起降控制方法原理和理論基礎(chǔ)。2.建立基于光流法的空中機(jī)器人自主起降仿真模型。3.實(shí)現(xiàn)基于光流法的無(wú)人機(jī)自主起降控制方法，驗(yàn)證其有效性和可靠性。4.在現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)自主起降技術(shù)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地提出了一種基于光流法的自主起降控制方法，將為未來(lái)無(wú)人機(jī)的發(fā)展和普及提供新的方法和思路。文獻(xiàn)列表：1.鄭春福,王剛.基于光流法的無(wú)人機(jī)自主起降控制研究.無(wú)人機(jī),2015.2.Gao,Y.,Gao,S.,Liu,M.,Li,Y.,&Qiu,X.(2018).ResearchonAutonomousTakeoffandLandingofFixed-WingUAVBasedonOpticalFlow.IOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering,452(4),042502.3.Arkenbout,J.,&Mourgues,L.(2020).RobustTakeoffandLandingofanUnma