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无人机群通信技术研究

发布时间:2018-05-01 17:20

  本文选题:无人机群 + 编队控制 ; 参考:《北京理工大学》2016年硕士论文


【摘要】:随着无人机的发展,使用无人机完成某些作战任务的方式也越来越受到重视。相比单架无人机而言,无人机群有着更加强大的作战能力,无人机群编队飞行成为目前主要研究方向之一。但无人机智能化水平的不足,协同作战能力尚未完全具备的情况制约了使用无人机群作战的发展。在不受人为控制的情况下,无人机群共同完成飞行任务并且实现队形的保持和重组的能力,需要通过无人机群的通信实现。但无人机自身飞控系统特点决定了其很难实现除了自身飞行控制之外的复杂功能,特别是涉及大量数据交换和处理的情况。针对上述问题,本文先分析了无人机群通信设计意义,之后提出了无人机群通信方案。采用了主处理器加协处理器的架构体系搭建了无人机群通信硬件平台,完成了主处理器芯片、协处理器芯片、外设芯片的选择以及硬件平台的电源设计和接口电路设计。通过制定简单飞行任务对无人机群通信功能进行了分析并给出了软件设计方案,包括飞行轨迹产生算法、无人机群队形保持算法、无人机群编队控制算法程序和通信防碰撞方法等,完成了相关算法的程序设计并给出了仿真结果。最后,设计了基于Unity3D软件的无人机群编队飞行视景仿真,对无人机群通信设计进行了功能仿真,验证了其可行性和正确性并得到了较好的效果。
[Abstract]:With the development of UAV, more and more attention has been paid to the way of using UAV to accomplish some combat tasks. Compared with single UAV, UAV group has more powerful combat capability, and UAV formation flying has become one of the main research directions. However, the intelligence level of UAV is insufficient and the cooperative combat capability is not fully available, which restricts the development of UAV group combat. Under the condition of not being controlled by man, the ability of UAV group to complete the flight mission together and to realize the maintenance and reorganization of formation need to be realized through the communication of UAV group. However, the characteristics of UAV's own flight control system make it difficult to realize complex functions other than its own flight control system, especially in cases involving a large amount of data exchange and processing. Aiming at the above problems, this paper first analyzes the design significance of UAV swarm communication, and then proposes a UAV group communication scheme. The hardware platform of UAV group communication is built by using the architecture of main processor plus coprocessor. The selection of main processor chip, coprocessor chip, peripheral chip, power supply design and interface circuit design of hardware platform are completed. The communication function of UAV group is analyzed by making a simple flight mission, and the software design scheme is given, including flight trajectory generation algorithm, UAV formation maintenance algorithm. The program of UAV formation control algorithm and communication anti-collision method are completed and the simulation results are given. Finally, the visual simulation of UAV formation flying based on Unity3D software is designed, and the functional simulation of UAV group communication design is carried out, which verifies its feasibility and correctness and gets better results.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V279

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本文编号:1830347

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