目前無(wú)人機(jī)市場(chǎng)發(fā)展迅速。相對(duì)于固定翼無(wú)人機(jī),旋翼無(wú)人機(jī)因其具有控制簡(jiǎn)單,可懸停飛行和成本低的優(yōu)勢(shì),因而在工廠巡檢、快遞投放、森林滅火、航拍、農(nóng)田植保、警用安防監(jiān)控等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。由于旋翼無(wú)人機(jī)姿態(tài)控制和懸�？刂凭榷际怯绊懮鲜鰬�(yīng)用場(chǎng)景的重要性能指標(biāo)。姿態(tài)控制和懸停不夠精準(zhǔn),會(huì)造成無(wú)人機(jī)機(jī)體抖動(dòng),漂移甚至失控等情況的發(fā)生,從而出現(xiàn)工廠巡檢路線偏離,農(nóng)田植保殺蟲(chóng)藥噴灑不到位,快遞貨物不能準(zhǔn)確投遞和航拍質(zhì)量差等情況。同時(shí)風(fēng)力因素和無(wú)人機(jī)本身噪聲的耦合也會(huì)對(duì)姿態(tài)控制和定點(diǎn)懸停產(chǎn)生干擾。所以需要對(duì)旋翼無(wú)人機(jī)姿態(tài)控制和精準(zhǔn)定點(diǎn)懸停進(jìn)行研究。在旋翼無(wú)人機(jī)的控制中,飛行器在空中姿態(tài)控制和懸停是通過(guò)多種傳感器數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)的。由于傳感器本身精度,噪聲的影響和當(dāng)前常用數(shù)據(jù)融合算法設(shè)計(jì)的適用性問(wèn)題,導(dǎo)致旋翼無(wú)人機(jī)空中的姿態(tài)控制,和定點(diǎn)懸停始終會(huì)精度不高。比如IMU和氣壓計(jì)的數(shù)據(jù)融合,由于傳感器噪聲和空氣擾動(dòng)的影響,會(huì)使無(wú)人機(jī)在空中懸停時(shí)產(chǎn)生漂移;又如激光測(cè)距傳感器和光流傳感器的融合對(duì)于在高度大于10米,光照復(fù)雜的環(huán)境中表現(xiàn)欠佳。同時(shí),旋翼無(wú)人機(jī)在空中懸停定位過(guò)程中,由于突如其來(lái)的風(fēng)力或外力原因,導(dǎo)... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于右手定則Fig.2-1Right-handrulebasedcoord

圖 2-1 基于右手定則的坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)正方向Fig.2-1 Right-hand rule based coordinate and positive rotation direction標(biāo)系與地球固聯(lián)坐標(biāo)系行器相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的研究中，常使用地球固聯(lián)坐標(biāo)系來(lái)確定機(jī)間位置坐標(biāo)。但由于在近地表場(chǎng)景中使用，所以地球固聯(lián)坐標(biāo)系可以忽球表面假設(shè)成一張平面。如圖 2-2 左圖所示，通常以多旋翼起飛位置或點(diǎn) ，本文選擇無(wú)人機(jī)在平地上開(kāi)機(jī)后的位置為原點(diǎn)，然后讓 軸在水向，本文選取正北方向， 軸垂直于地面向下，最后按右手定則確定即北東地坐標(biāo)系 (NED)。 機(jī)體坐標(biāo)系與多旋翼固連，機(jī)體坐標(biāo)系原點(diǎn)心位置上， 軸在多旋翼對(duì)稱平面內(nèi)指向機(jī)頭（機(jī)頭方向與多旋翼+字）。 軸在飛機(jī)對(duì)稱平面內(nèi)，垂直軸 向下，最后按右手定則確定軸[機(jī)坐標(biāo)系如圖 2-2右圖所示。

坐標(biāo)Fig.2-3Coordinate

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]四旋翼無(wú)人直升機(jī)飛行控制技術(shù)綜述[J]. 甄紅濤,齊曉慧,夏明旗,趙紅瑞.  飛行力學(xué). 2012(04)
[2]微小型四旋翼無(wú)人機(jī)研究進(jìn)展及關(guān)鍵技術(shù)淺析[J]. 岳基隆,張慶杰,朱華勇.  電光與控制. 2010(10)
[3]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 徐景碩,周勝明,蔣華君.  科技信息. 2009(35)
[4]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中四元素法求解姿態(tài)角仿真模擬[J]. 孫冬梅,田增山,韓令軍.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2009(01)
[5]微小型四旋翼飛行器的研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 聶博文,馬宏緒,王劍,王建文.  電光與控制. 2007(06)

博士論文
[1]基于視覺(jué)的微小型四旋翼飛行機(jī)器人位姿估計(jì)與導(dǎo)航研究[D]. 鄭偉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]動(dòng)態(tài)定位中的卡爾曼濾波研究[D]. 宋迎春.中南大學(xué) 2006

碩士論文
[1]一種基于光流和自運(yùn)動(dòng)估計(jì)的導(dǎo)航定位方法[D]. 溫同鑫.華中科技大學(xué) 2012
[2]小型四旋翼飛行器實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)研究[D]. 李航.大連理工大學(xué) 2010
[3]微小型四旋翼無(wú)人直升機(jī)建模及控制方法研究[D]. 聶博文.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3613087