旋翼无人机自主充电系统设计
发布时间：2021-11-10 18:24
旋翼无人机凭借其良好的机动性、平稳的操控性等优点在各个行业中都有着广泛的应用。但是,复杂的应用场景也暴露出目前旋翼无人机在续航方面的短板,大多数无人机持续工作时间不超过30分钟。人工充电费时费力,影响飞行工作效率,极大地限制了旋翼无人机应用范围与工作模式。因此,为解决上述问题,本文设计了一种旋翼无人机自主充电系统。本文首先以四旋翼无人机为代表,研究了其结构与飞行原理,根据参考坐标系分别搭建了四旋翼无人机的绕轴运动和平移运动数学模型;分析了四旋翼无人机的控制原理,为无人机的飞行参数整定及位置控制算法设计奠定了基础。第二,设计了基于单目视觉的自主飞行控制方案。单目视觉部分介绍了图像处理流程,选用了HARRIS角点检测进行特征提取,依据角点信息设计了目标识别算法,并设计了基于图像信息的相对位置信号输出方案;无人机自主飞行控制部分选用了基于DJI Onboard SDK的控制方案,介绍了Onboard SDK的基本定义与控制机理,设计了基于Onboard SDK的无人机位置控制算法,并依据前文的理论基础对无人机进行了控制参数整定。第三,设计了无人机电量管理方案。依据锂离子电池的充放电特性,搭建...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MD4-3000无人机
华北电力大学硕士学位论文花。同时，根据国外研究现状也可看出，目前基于视觉的及自主着陆控制算法还在发展过程中，技术尚未成熟。研究现状发达国家而言，国内旋翼无人机技术起步较晚，在无人机自主着陆控制技术上相对落后，目前正处于发展阶段，更发达国家。如图 1-2 所示，为中航工业直升机所自主研内无人机行业里较为先进的代表之一，曾经亮相迪拜国多用途无人机，其机动性能好、飞行速度快、飞行噪音自主飞行、实现自主起降，同时具备故障应急处理能力测控失效、传感器数据融合等手段，可以应对多种故障统，因此不具备基于视觉导航的自主着陆功能。
华北电力大学硕士学位论文x0 00 00 0yzIJ I II xI ，yI ，zI 分别为机体坐标系 b 的 x，y，z 轴对应的扭矩向量 包括螺旋桨旋转产生的气动力矩和陀 =M z= ,x y （M ,M M）为气动力矩，z= ,x y （ , ）为陀螺力矩分析如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]系留多旋翼无人机及其在战术通信中的应用[J]. 付松源. 电子技术应用. 2018(04)
[2]矿用动力锂电池组均衡管理策略及系统研究[J]. 李学哲,刘汉武,刘少海,李孝平. 电源技术. 2017(06)
[3]太阳能旋翼无人机自主充电桩的设计[J]. 彭柴扬. 科技创新导报. 2015(30)
[4]锂离子电池充放电性能的检测与分析[J]. 高晓清,汶晓勇,伍璇. 电源技术. 2015(08)
[5]动力电池荷电状态估算方法的研究[J]. 方小斌. 通信电源技术. 2014(06)
[6]无人机系统发展与关键技术综述[J]. 陶于金,李沛峰. 航空制造技术. 2014(20)
[7]视觉导航技术的发展及其研究分析[J]. 王先敏,曾庆化,熊智,刘建业. 信息与控制. 2010(05)
[8]无人直升机自主着舰系统设计及仿真试验[J]. 乌兰巴根,胡继忠,徐元铭. 北京航空航天大学学报. 2010(08)
[9]无人直升机在移动目标上的自主降落[J]. 乌兰巴根,胡继忠,徐元铭. 计算机工程与应用. 2010(23)
[10]无人机视觉导航研究综述[J]. 吴显亮,石宗英,钟宜生. 系统仿真学报. 2010(S1)
博士论文
[1]锂离子电池用锡基、铁基负极材料的制备及性能研究[D]. 吕洪岭.南京航空航天大学 2014
硕士论文
[1]图像角点检测方法的研究[D]. 刘涛.西安建筑科技大学 2017
[2]基于MEMS技术的四旋翼无人机姿态解算[D]. 黄鹏鸽.河南大学 2017
[3]基于四旋翼无人机控制的轨迹跟踪优化问题研究[D]. 王川.东南大学 2017
[4]基于视觉的运动目标检测与跟踪算法的研究与实现[D]. 李晓晓.南京理工大学 2017
[5]固定翼无人机任务航迹规划及优化方法研究[D]. 张宇翔.浙江大学 2016
[6]近空间可变翼飞行器主动控制技术研究[D]. 吴雨珊.南京航空航天大学 2016
[7]未知环境下无人机自主导航的SLAM方法研究[D]. 丛楚滢.南京航空航天大学 2016
[8]无人机自稳定细分驱动视觉跟踪云台系统研究[D]. 李强.南昌航空大学 2014
[9]基于视觉导航小型无人机自主着陆控制策略研究与应用[D]. 刘刚.南京航空航天大学 2014
[10]无人机自主起飞、着陆控制系统设计[D]. 杨轻.南京航空航天大学 2011
本文编号：3487724
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MD4-3000无人机
华北电力大学硕士学位论文花。同时，根据国外研究现状也可看出，目前基于视觉的及自主着陆控制算法还在发展过程中，技术尚未成熟。研究现状发达国家而言，国内旋翼无人机技术起步较晚，在无人机自主着陆控制技术上相对落后，目前正处于发展阶段，更发达国家。如图 1-2 所示，为中航工业直升机所自主研内无人机行业里较为先进的代表之一，曾经亮相迪拜国多用途无人机，其机动性能好、飞行速度快、飞行噪音自主飞行、实现自主起降，同时具备故障应急处理能力测控失效、传感器数据融合等手段，可以应对多种故障统，因此不具备基于视觉导航的自主着陆功能。
华北电力大学硕士学位论文x0 00 00 0yzIJ I II xI ，yI ，zI 分别为机体坐标系 b 的 x，y，z 轴对应的扭矩向量 包括螺旋桨旋转产生的气动力矩和陀 =M z= ,x y （M ,M M）为气动力矩，z= ,x y （ , ）为陀螺力矩分析如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]系留多旋翼无人机及其在战术通信中的应用[J]. 付松源. 电子技术应用. 2018(04)
[2]矿用动力锂电池组均衡管理策略及系统研究[J]. 李学哲,刘汉武,刘少海,李孝平. 电源技术. 2017(06)
[3]太阳能旋翼无人机自主充电桩的设计[J]. 彭柴扬. 科技创新导报. 2015(30)
[4]锂离子电池充放电性能的检测与分析[J]. 高晓清,汶晓勇,伍璇. 电源技术. 2015(08)
[5]动力电池荷电状态估算方法的研究[J]. 方小斌. 通信电源技术. 2014(06)
[6]无人机系统发展与关键技术综述[J]. 陶于金,李沛峰. 航空制造技术. 2014(20)
[7]视觉导航技术的发展及其研究分析[J]. 王先敏,曾庆化,熊智,刘建业. 信息与控制. 2010(05)
[8]无人直升机自主着舰系统设计及仿真试验[J]. 乌兰巴根,胡继忠,徐元铭. 北京航空航天大学学报. 2010(08)
[9]无人直升机在移动目标上的自主降落[J]. 乌兰巴根,胡继忠,徐元铭. 计算机工程与应用. 2010(23)
[10]无人机视觉导航研究综述[J]. 吴显亮,石宗英,钟宜生. 系统仿真学报. 2010(S1)
博士论文
[1]锂离子电池用锡基、铁基负极材料的制备及性能研究[D]. 吕洪岭.南京航空航天大学 2014
硕士论文
[1]图像角点检测方法的研究[D]. 刘涛.西安建筑科技大学 2017
[2]基于MEMS技术的四旋翼无人机姿态解算[D]. 黄鹏鸽.河南大学 2017
[3]基于四旋翼无人机控制的轨迹跟踪优化问题研究[D]. 王川.东南大学 2017
[4]基于视觉的运动目标检测与跟踪算法的研究与实现[D]. 李晓晓.南京理工大学 2017
[5]固定翼无人机任务航迹规划及优化方法研究[D]. 张宇翔.浙江大学 2016
[6]近空间可变翼飞行器主动控制技术研究[D]. 吴雨珊.南京航空航天大学 2016
[7]未知环境下无人机自主导航的SLAM方法研究[D]. 丛楚滢.南京航空航天大学 2016
[8]无人机自稳定细分驱动视觉跟踪云台系统研究[D]. 李强.南昌航空大学 2014
[9]基于视觉导航小型无人机自主着陆控制策略研究与应用[D]. 刘刚.南京航空航天大学 2014
[10]无人机自主起飞、着陆控制系统设计[D]. 杨轻.南京航空航天大学 2011
本文编号：3487724
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