目前無人機(jī)市場發(fā)展迅速。相對于固定翼無人機(jī),旋翼無人機(jī)因其具有控制簡單,可懸停飛行和成本低的優(yōu)勢,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)用場景。由于旋翼無人機(jī)姿態(tài)控制和懸停控制精度都是影響上述應(yīng)用場景的重要性能指標(biāo)。姿態(tài)控制和懸停不夠精準(zhǔn),會造成無人機(jī)機(jī)體抖動,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。同時風(fēng)力因素和無人機(jī)本身噪聲的耦合也會對姿態(tài)控制和定點(diǎn)懸停產(chǎn)生干擾。所以需要對旋翼無人機(jī)姿態(tài)控制和精準(zhǔn)定點(diǎn)懸停進(jìn)行研究。在旋翼無人機(jī)的控制中,飛行器在空中姿態(tài)控制和懸停是通過多種傳感器數(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)計的適用性問題,導(dǎo)致旋翼無人機(jī)空中的姿態(tài)控制,和定點(diǎn)懸停始終會精度不高。比如IMU和氣壓計的數(shù)據(jù)融合,由于傳感器噪聲和空氣擾動的影響,會使無人機(jī)在空中懸停時產(chǎn)生漂移;又如激光測距傳感器和光流傳感器的融合對于在高度大于10米,光照復(fù)雜的環(huán)境中表現(xiàn)欠佳。同時,旋翼無人機(jī)在空中懸停定位過程中,由于突如其來的風(fēng)力或外力原因,導(dǎo)... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：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)系行器相對于地面的運(yùn)動狀態(tài)的研究中，常使用地球固聯(lián)坐標(biāo)系來確定機(jī)間位置坐標(biāo)。但由于在近地表場景中使用，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) ，本文選擇無人機(jī)在平地上開機(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
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博士論文
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碩士論文
[1]一種基于光流和自運(yùn)動估計的導(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]微小型四旋翼無人直升機(jī)建模及控制方法研究[D]. 聶博文.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006



本文編號：3613087