仿生偏振光导航无人机测控系统设计

发布时间：2017-09-18 13:23

  本文关键词：仿生偏振光导航无人机测控系统设计

  更多相关文章： 偏振光导航 偏振罗盘传感器 大气偏振模式 无人机 自主导航

【摘要】：仿生偏振光导航是一种利用地球自然属性的自主导航方法,具有隐蔽性好、抗干扰性强等特点,是现代导航技术的一种重要补充。本文针对仿生偏振光导航的研究需求,设计了一种八旋翼无人机飞行测控平台,实现了两种适合无人机载的偏振光导航传感器,搭建了仿生偏振光导航无人机测控系统样机,并利用该样机开展了实验研究。本文的主要研究内容如下：(1)围绕大气偏振模式测量、偏振光导航以及组合导航实验等需求,设计了一种八旋翼无人机平台,集成了偏振光、GPS、地磁、惯导等导航功能,实现了有效载荷的无人机测控飞行；(2)针对无人机平台对仿生偏振光导航传感器的要求,设计实现了一种适合无人机载的小型化、轻量化、高集成度的独立通道偏振光导航传感器,与基于POL-神经元模型的偏振光导航传感器相比,有效降低了通道间信号增益差异和检偏器阵列的相对角度误差对传感器检测精度的影响；(3)针对目前偏振成像传感器在体积、重量等方面都难以满足无人机载的问题,设计并实现了一种近180°视场的小型化、轻量化的全天域偏振成像导航传感器,实现了在无人机载下对全天域大气偏振模式的测量,以及利用大气偏振模式的导航信息获取;(4)开展了无人机平台的测控飞行实验和大气偏振模式测量与导航实验,实验结果表明,仿生偏振光导航无人机测控系统样机,具有良好的性能,实测参数达到了设计的目标,为仿生偏振光导航的研究提供了无人机载平台。
【关键词】：偏振光导航 偏振罗盘传感器 大气偏振模式 无人机 自主导航
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V249.3;V279
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-20
• 1.1 课题背景与研究意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-19
• 1.3 主要内容与章节安排19-20
• 第二章 无人机系统设计20-34
• 2.1 系统需求分析20-23
• 2.2 无人机结构与原理23-27
• 2.3 飞行平台搭建27-34
• 2.3.1 机械结构27-29
• 2.3.2 控制模块29-34
• 第三章 独立通道偏振光导航传感器34-50
• 3.1 POL-神经元模型34-38
• 3.2 独立通道偏振罗盘信息检测模型38-47
• 3.2.1 数学描述38-40
• 3.2.2 传感器设计40-43
• 3.2.3 传感器实现43-47
• 3.3 传感器标定与误差补偿47-50
• 第四章 全天域偏振成像导航传感器50-58
• 4.1 大气偏振模式50-52
• 4.2 全天域偏振光成像模型52-57
• 4.2.1 测量原理52-53
• 4.2.2 传感器设计53-55
• 4.2.3 传感器实现55-57
• 4.3 传感器视角测试57-58
• 第五章 样机测试与实验分析58-64
• 5.1 无人机平台测试58-60
• 5.2 偏振测量实验60-64
• 5.2.1 独立通道偏振光导航传感器实验60-62
• 5.2.2 全天域偏振成像导航传感器实验62-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-71
• 研究生期间主要科研工作与成果71

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本文编号：875791