近年來(lái)多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越多元化,復(fù)雜而未知的環(huán)境需要無(wú)人機(jī)具備自主執(zhí)行任務(wù)的能力,無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)操作行為是無(wú)人機(jī)自主執(zhí)行任務(wù)的前提條件。課題針對(duì)無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)操作行為控制方法展開研究,重點(diǎn)研究了無(wú)人機(jī)應(yīng)對(duì)環(huán)境變化行為和無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)交互行為控制方法,使無(wú)人機(jī)具備更好的任務(wù)執(zhí)行能力。首先,提出了無(wú)人機(jī)飛行指標(biāo),并建立四旋翼無(wú)人機(jī)串級(jí)PID控制結(jié)構(gòu)仿真模型;采用基于交叉重組改進(jìn)的PSO算法優(yōu)化無(wú)人機(jī)控制參數(shù)。仿真實(shí)驗(yàn)表明基于改進(jìn)PSO算法優(yōu)化的參數(shù)可以使控制器具有更加良好的控制特性。其次,針對(duì)經(jīng)典Q-Learning算法學(xué)習(xí)效率低和CB-HAQL算法案例庫(kù)質(zhì)量較差問(wèn)題,改進(jìn)了CB-HAQL算法。通過(guò)加入案例庫(kù)更新觸發(fā)機(jī)制,提升案例庫(kù)質(zhì)量;引入動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整案例庫(kù)對(duì)學(xué)習(xí)的啟發(fā)強(qiáng)度;添加傾向性動(dòng)作加快訓(xùn)練速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明算法能夠加快學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率,并證明了算法的有效性。再次,采用IMM算法實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)對(duì)地面移動(dòng)目標(biāo)軌跡跟蹤和預(yù)測(cè),并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了無(wú)人機(jī)攔截復(fù)飛和觸碰復(fù)飛行為控制方案。實(shí)驗(yàn)表明IMM算法具有良好的軌跡跟蹤和預(yù)測(cè)特性。最后,對(duì)無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)操作行為進(jìn)行飛行實(shí)驗(yàn)。無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)操作行為的各測(cè)試實(shí)驗(yàn)順利完成進(jìn)一步說(shuō)明了課題中研究算法的有效性。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V279;V249.1
【部分圖文】：

(c) 無(wú)人機(jī)搜救 (d) 無(wú)人機(jī)飛機(jī)外部繞檢圖 1-1 無(wú)人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)操作行為是指無(wú)人機(jī)執(zhí)行一系列動(dòng)作以改變地面目標(biāo)狀態(tài)或相人機(jī)狀態(tài)，是無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的基本保障。這類行為主要包括無(wú)人機(jī)目標(biāo)搜索、越回、目標(biāo)跟蹤、無(wú)人機(jī)攔截地面目標(biāo)并復(fù)飛、無(wú)人機(jī)觸碰地面目標(biāo)并復(fù)飛以及自主等行為。為了方便研究，課題將上述一系列行為分為無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)交互行為和無(wú)人機(jī)應(yīng)境變化兩類行為。目標(biāo)交互行為指無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中為使地面目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)于無(wú)人機(jī)的狀態(tài)發(fā)生改變而執(zhí)行的一系列動(dòng)作，主要包括無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)的跟截復(fù)飛和觸碰復(fù)飛等行為；應(yīng)對(duì)環(huán)境變化行為指無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中為應(yīng)對(duì)狀態(tài)改變而執(zhí)行的一系列動(dòng)作，主要包括無(wú)人機(jī)目標(biāo)搜索、無(wú)人機(jī)避障以及無(wú)人機(jī)返回等行為。課題設(shè)計(jì)的行為控制方法將以國(guó)際空中機(jī)器人大賽第七代任務(wù)中所需作為效果驗(yàn)證途徑。

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文章 無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)操作行為實(shí)驗(yàn) 控制器對(duì)無(wú)人機(jī)基本動(dòng)作控制效果；使用改進(jìn) CB化行為；使用 IMM 算法實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)對(duì)地面目標(biāo)操紹；然后對(duì)無(wú)人機(jī)懸停和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)飛行基本動(dòng)作進(jìn)標(biāo)跟蹤、觸碰復(fù)飛和攔截復(fù)飛等行為；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)機(jī)為自主搭建的無(wú)人機(jī)平臺(tái)，如圖 5-1 所示。

圖 5-2 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地地面環(huán)境機(jī)姿態(tài)調(diào)穩(wěn)。在無(wú)人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定時(shí)，表 5-2 飛行控制器真實(shí)參數(shù) P I D 0.14 0.05 0.0 0.14 0.05 0.0 0.35 0.1 0置 1 0 0度 0.09 0.025 0.0 1.1 0 0 0 0.025 0姿態(tài)穩(wěn)定性，懸停效果越好，說(shuō)明無(wú)

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本文編號(hào)：2819209