本文研究了基于智能小车与无人机的空地协同系统的关键技术及其应用。地面机器人能够准确到达目的地点执行任务,但对环境感知有很大的局限性,而无人机具有广阔视野的优势。鉴于此,提出可以将两者优势强强联合的空地协同系统。无人机利用高空视野辅助地面机器人构建全局环境模型并提供导航信息,使空地机器人功能相辅相成从而提高任务的完成度。本设计选用地面智能小车和无人机构建空地协同系统,主要研究内容如下:(1)目标识别。在无人机对地检测过程中,针对不同的被识别目标,提出适用于不同目标的识别方法。针对以黑色边框为界的地面模型提出基于角点检测的目标区域提取方法;根据障碍物和目标地点所具有的特征,分别提出基于颜色提取的轮廓检测目标识别定位方法和基于图像分割的轮廓检测障碍物识别定位方法。(2)路径规划算法研究。在路径规划研究中,由于基于图像处理的目标识别定位方法输出的均为坐标信息。因此提出图论算法的概念,并对图论算法进行了研究。之后对以图论算法为理论基础的两种路径规划算法进行了比较,最终选取了 Dijkstra算法进行路径规划并成功输出导航信息。(3)空地系统通信。在智能小车与无人机的通信实现上,通过对几种无线通信技术比较,以及结合自身通信配置选择了 Wi-Fi通信。使用socket套接字的连接方式,实现二者通信。智能小车执行路径文件到达目的地,对目标地点进行监测,将视频信息通过通信系统实时传回至监控终端,并对视频图像信息进行人脸识别。达到时间上限按原路径返回。本设计以此为基础构成可应用于协助危险环境救援的空地协同搜救系统。本文对于本系统的软件设计以及硬件设计做了详细说明,研究并介绍了所使用的关键技术,测试了系统设计并对实验结果进行分析,论证了整体设计方案的可行性及有效性,最终阐明了系统的作业流程以及应用方案。