四旋翼飞行器组合导航的嵌入式平台研究

发布时间：2020-10-16 22:40

　　 随着四旋翼飞行器技术的迅猛发展,组合导航技术已经成为该领域研究的热点。传统的组合导航平台存在精度低、容错性弱、实时性差等缺点,针对飞行器在复杂环境下高精度导航的要求,需要设计一款能够在复杂多变环境条件下实现高精度导航的嵌入式组合导航平台。本论文旨在开发一款四旋翼飞行器组合导航的嵌入式平台,实现复杂环境下的数据采集和多传感器导航数据融合,同时能够解决GPS(北斗)无效时惯性导航模块的误差累积问题,以此提高组合导航平台的精度和容错性能。首先,设计了基于S5PV210处理器、多传感器组合导航的嵌入式硬件平台和Linux操作系统软件的总体框架,对系统软件各模块进行具体设计,完成uboot、kernel和根文件的设计和移植,以及软件平台多线程的设计和数据采集系统底层驱动的编写。然后深入研究了组合导航算法,该算法基于联邦滤波模型采用分布式卡尔曼滤波方法进行惯导/GPS/单目视觉的数据融合,在误差模型基础上采用间接式卡尔曼滤波方法实现惯导/GPS和惯导/单目视觉两个子滤波器的局部估计,主滤波器根据最优系数加权的方法实现全局最优估计。最后进行了嵌入式组合导航平台的机载测试和对比实验,进一步验证了GPS无效情况下单目视觉传感器的对惯性导航模块的误差累积问题具有很好的修正能力,同时也验证了基于单目视觉的多传感器嵌入式组合导航的平台精度和容错性能明显优于单一或任意两组合导航系统,对于组合导航相关技术的研究具有实际参考意义。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V249.3;TN967.2
【部分图文】：

以使四旋翼飞行器不仅能够完成空中飞行，还能够完成地面爬行及跨过障碍物，甚至进行爬墙操作，该蔓生系列爬墙机器人完全颠覆了人们对于传统四旋翼飞行器的认识。Zarrouk蔓生系列机器人如图1.2所示。图 1.2 四旋翼技术应用于 Zarrouk 蔓生系列机器人国内对无人机的研究一直落后于欧美等国家，进入 21 世纪以来，随着我国微电子、人工智能等技术的发展，四旋翼飞行器的研究也不断地取得阶段性进展同样在2014年零零无限公司[6]推出首款能够放到口袋里的折叠式四旋翼飞行器，利用炭纤维材料设计的机体外壳大大减小了其自重，可折叠旋翼的设计提高了便携性，因此被称为“口袋里的四旋翼”，该飞行器导航系统集成了先进的机器视觉技术，精准的目标识别功能被广泛的应用

系列机器人如图1.2所示。2 四旋翼技术应用于 Zarrouk 蔓生系列机究一直落后于欧美等国家，进入 术的发展，四旋翼飞行器的研究也限公司[6]推出首款能够放到口袋里的机体外壳大大减小了其自重，可折里的四旋翼”，该飞行器导航系统功能被广泛的应用于各种工程实践

Raffaello D'Andreaji 教授展示全方向旋翼学仿生微生物实验室David Zarrouk教授[机器人，将四旋翼机身和旋翼进行分开移的位置以及整个四旋翼质心，为四旋翼增仅能够完成空中飞行，还能够完成地面该蔓生系列爬墙机器人完全颠覆了人们对蔓生系列机器人如图1.2所示。 1.2 四旋翼技术应用于 Zarrouk 蔓生系列机器研究一直落后于欧美等国家，进入 21 世
【参考文献】

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本文编号：2843873