【摘要】：協(xié)同編隊飛行近年來逐漸在軍用和民用領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著極其重要的作用,有著廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景,正受到了越來越廣泛的關(guān)注。本文旨在基于多旋翼無人機協(xié)同編隊飛行問題上,進行系統(tǒng)設(shè)計以及具體的實踐研究,主要研究內(nèi)容如下:首先,圍繞如何解決編隊內(nèi)無人機間協(xié)同飛行以及內(nèi)部避障的問題,課題基于室外全球定位系統(tǒng)定位的基礎(chǔ)上,提出了基于視覺特征的無人機編隊內(nèi)相對定位方法實現(xiàn),來矯正多旋翼無人機編隊飛行過程中各無人機的相對位置,從而在大規(guī)模多旋翼無人機協(xié)同編隊飛行中有效地縮小編隊間距。其次,圍繞如何實現(xiàn)編隊內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴},針對所構(gòu)建多旋翼無人機編隊飛行的相對定位模型,提出了編隊內(nèi)兩種數(shù)據(jù)通信鏈路的搭建并對其進行優(yōu)化與改進,以此來確保滿足有效及時的編隊與地面站之間以及編隊內(nèi)部分組的數(shù)據(jù)通信需求。最后,利用自行研制的無人機協(xié)同編隊飛行控制系統(tǒng)來進行協(xié)同編隊飛行的設(shè)計和物理實現(xiàn)。其中包括地面終端的軟件設(shè)計、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的有效搭建,相對定位相關(guān)的環(huán)境和任務(wù)數(shù)據(jù)的加載以及編隊飛行算法和協(xié)同控制飛行算法的設(shè)計實現(xiàn)與驗證,來進一步驗證所設(shè)計的多旋翼無人機協(xié)同編隊飛行控制系統(tǒng)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V279;V249
【圖文】：

。行問題就已經(jīng)被美國ＮＡＳＡ認(rèn)定為２１世；紀(jì)執(zhí)行諸如類地行星的使能技術(shù)。多個空中、地面或水下運載工具的協(xié)同工作有著重?zé)o人機協(xié)同編隊飛行的控制實現(xiàn)研宄，能夠在目前電池續(xù)航等時間內(nèi)大大提高工作效率。這項技術(shù)可以被廣泛地應(yīng)用于執(zhí)任務(wù)，例如農(nóng)業(yè)、土地測繪、物資投遞、消防救災(zāi)、商業(yè)路演為明顯的行業(yè)應(yīng)用前景和值得深入研宄的科學(xué)意義。逡逑宄背景與意義逡逑固定翼無人機來說，多旋翼無人機突出的優(yōu)勢更多地是在于具多旋翼無人機可以進行快速地垂直起降，擁有很強的機動性以。由于其研制成本低，容易入門，各大高校和科研院所基本上都多旋翼無人機在各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，四旋翼無人機作，在短短的幾年中，迅速走進了人們的生活，在救災(zāi)現(xiàn)場或是現(xiàn)場，又或是在各種軍事領(lǐng)域中都不缺乏它的身影。逡逑，邐：＿

無人機技術(shù)發(fā)展的一個重要趨勢，多旋翼無人機協(xié)同控制的研究方軍方的極大重視，已經(jīng)被美國空軍科學(xué)研宄局列為六大基礎(chǔ)研究課為學(xué)術(shù)界的研究熱點之一。由此看來，雖然無人機協(xié)同編隊飛行技階段，但相信協(xié)同編隊飛行必將會成為未來飛行機器人的基礎(chǔ)性技外研宄現(xiàn)狀逡逑本課題的研宄內(nèi)容，多旋翼無人機協(xié)同編隊飛行的系統(tǒng)研究主要包：協(xié)同編隊飛行內(nèi)相對定位和避障問題的研宄、協(xié)同編隊飛行數(shù)據(jù)題的研宄以及協(xié)同編隊飛行算法的研究等等。逡逑編隊飛行內(nèi)相對定位與避障的國內(nèi)外研宄現(xiàn)狀逡逑問題是研宄機器人運動控制的重中之重，也是無人機編隊飛行中的事領(lǐng)域中，定位精度是依靠采用高成本的定位設(shè)備來提升。而如何得成本低廉而又較為精準(zhǔn)的室外定位效果，僅僅依托全球定位系統(tǒng)位是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。逡逑

隊的活動區(qū)域，以地面標(biāo)記為活動范圍的應(yīng)用不太能為以后的大范推廣。因此越來越多的科研方向關(guān)注于無人機協(xié)同編隊飛行中相對而在一定程度上提高定位精度，盡可能地避免編隊內(nèi)碰撞。逡逑用相對定位的方式來提高飛行器定位精度的研宄中，有不少突出ｇ邋Ｌｉｎ等人［１］于２０１４年在沒有進行任何無人機之間數(shù)據(jù)通信的基標(biāo)記的情況下根據(jù)跟隨無人機機載單目相機計算相對距離，提出行器之間的領(lǐng)航－跟隨模式的相對定位。通過相機標(biāo)定結(jié)合圖像人機的運動狀態(tài)并引導(dǎo)跟隨無人機作出相應(yīng)的跟隨運動。Ｊｉｕｑｉｎｇ助部分ＧＰＳ信號丟失的無人機，通過在相互信息交換的基礎(chǔ)上，從而幫助編隊內(nèi)無人機定位自身。該研宄提出了一種基于無人機上的動態(tài)非參數(shù)置信傳播算法（ｄＮＢＰ）來計算無人機空間位置驗仿真模擬結(jié)果顯示，編隊間相鄰距離越遠(yuǎn)定位精度越高。Ｊ．Ｐｅｓ飛行器室內(nèi)自主挑戰(zhàn)賽的背景搭建了一種基于ＡｒＵｃｏ視覺標(biāo)記的無人機編隊框架（如圖１．３所示），根據(jù)地面立柱上的標(biāo)記識別空間位置，并體現(xiàn)出模塊化、兼容性等特性。逡逑邐邐邐邐邐邐逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2799336