基于惯性/GPS/光流的无人机组合导航研究

发布时间：2020-12-07 14:28

　　近年来无论是民用还是军用领域,无人机的使用比例越来越高,在未来无人机将会占据重要的地位。无人机的导航精确度是其能完成任务的关键。如今在复杂的环境下无人机需要面对的情况越来越多,执行任务时,无人机需要面对复杂的问题,例如狭小的飞行空间,部分传感装置遭到敌方破坏,以及确保长时间导航的精准性。传统的无人机导航主要依靠惯性器件或者卫星导航方式,单独使用惯性导航会有器件的积累误差,而卫星导航在战时容易遭遇敌方的破坏。本文在研究传统导航的基础上,对导航方式进行组合,在传统的导航方式下,引入基于光流的计算机视觉数据,对多种导航方式进行数据融合,最后利用无人机的硬件平台验证。论文的主要工作包括:1.针对无人机的组合导航方案,本论文首先对传统的惯性导航,GPS卫星导航的原理进行研究,建立相关的仿真,在此基础上提出了基于四元数法的捷联惯性导航方案,并且结合GPS提出了基于卡尔曼滤波算法的耦合导航方式。验证传统的组合导航方式在无人机导航任务中的可行性。2.针对如何保证无人机在传统组合导航方式下,受到干扰时仍保持导航的精准度问题,引入了计算机视觉中的光流导航的概念,讨论光流导航的基本原理并且提出了基于ORB特... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：110 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

惯性传感器组合的组成

系统存在着两种主要的方法，根据惯性测量仪器不同的分类。导系统，在这一系统中，惯性传感器组合（ISA.2 、图 2.3 所示。在这种类型中，IMU 单元包括的电子器件（如平台配线、旋转滑动环路、平衡环动机及温度控制等）。图 2.2 平台式惯导系统原理图导航计算处理器陀螺仪 加速度计平台稳定回路控制显示器初始值导航参数

捷联的ISA

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于北斗导航的植保无人机定位设计[J]. 王高亮,王强,罗嘉伟,孙晓红.  智能计算机与应用. 2017(05)
[2]多旋翼无人机研究现状与发展趋势探讨[J]. 代君,管宇峰,任淑红.  赤峰学院学报(自然科学版). 2016(16)
[3]基于信息融合四旋翼飞行器稳定性改进设计[J]. 赵世荣,孙运强,石喜玲.  电子器件. 2015(06)
[4]GNSS/INS紧组合定位技术简介[J]. 张聪慧,邱崧.  科技展望. 2015(31)
[5]微小型四旋翼无人机自主着陆视觉系统研究[J]. 何昱,王彪,谷世宁,徐贵力.  计算机测量与控制. 2015(05)
[6]DSP的MAVLink微型无人机通信协议移植与应用[J]. 吕强,倪佩佩,王国胜,刘峰.  单片机与嵌入式系统应用. 2014(11)
[7]适用于上面级的制导导航方案分析[J]. 李重远,杨建民,叶成敏,郑立伟.  导弹与航天运载技术. 2010(03)
[8]小型无人机组合导航系统的平方根UKF技术研究[J]. 曲藴杰,孙尧,莫宏伟.  弹箭与制导学报. 2009(01)
[9]GPS坐标系的转换及其在姿态求解中的应用[J]. 李康,黄胜,赵辉.  指挥控制与仿真. 2008(05)
[10]GPS/INS组合导航系统中的信息融合算法研究[J]. 许丽佳,陈阳舟,崔平远.  计算机仿真. 2004(05)

博士论文
[1]开环光纤陀螺性能改进及其在光纤矢量水听器姿态测量上的应用研究[D]. 陈宇中.国防科学技术大学 2011
[2]自适应抗差UKF在卫星组合导航中的理论与应用研究[D]. 汪秋婷.华中科技大学 2010

硕士论文
[1]四旋翼无人机建模与控制问题研究[D]. 刘昌龙.湖北工业大学 2016
[2]无人机组合导航系统算法设计与整体仿真实现[D]. 刘洋.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于MIMU/GPS组合的微型航姿参考最小系统研究与实现[D]. 陈亮.南京航空航天大学 2016
[4]多旋翼无人机光流/惯性组合导航技术研究[D]. 邓一民.南京航空航天大学 2016
[5]多旋翼飞控芯片中MAVLink协议电路的设计与测试[D]. 骆贞平.哈尔滨工业大学 2015
[6]地面效应与控制参数对多旋翼无人机飞行性能影响研究[D]. 游安华.南京理工大学 2015
[7]四旋翼飞行器姿态控制方法研究[D]. 黄依新.西南交通大学 2014
[8]多模伪卫星自组织网络时间同步技术研究与实现[D]. 贾杰峰.西安电子科技大学 2014
[9]基于金字塔结构的人脸识别算法研究[D]. 崔芮.西安电子科技大学 2014
[10]基于偏振光的光流导航定位方法[D]. 梁登.华中科技大学 2013



本文编号：2903419