四旋翼飛行器結構簡單,成本低廉,機動性強,隱蔽性強,在軍事偵查和民用領域有很好的應用發(fā)展前景。近些年隨著技術的進步,四旋翼飛行器的軟硬件技術得到了充分的發(fā)展,它在遙控航拍、包裹投遞等領域大顯身手,逐漸融入人們的日常生活中�？梢灶A見在不久的將來,四旋翼飛行器將會在更多場合得到應用,面臨的場景復雜度和任務難度也會逐漸增加,對四旋翼飛行器在復雜條件下的控制精度提出了更高的要求,對四旋翼自主控制的智能性提出了新的挑戰(zhàn)。為了滿足四旋翼飛行器未來的應用需求,解決其在自主飛行的過程中面對的高速穿越飛行控制問題,本文搭建了微型四旋翼實驗平臺,設計了目標識別和云臺解耦算法,深入研究了四旋翼的位姿控制問題,設計算法實現了自主起降和高速穿越的飛行控制,并進行了仿真與實驗驗證。主要研究工作可以歸納為以下幾個方面:首先,從四旋翼的飛行原理入手,分析了四旋翼飛行器的硬件系統(tǒng)構成。然后針對比賽任務要求,分析了四旋翼實驗平臺的硬件設計需求,確定了包含機載電腦、云臺相機的實驗平臺硬件設計方案,完成了各個器件的選型與機體的設計和組裝,為算法設計與實驗驗證奠定了基礎。在此基礎上,根據搭建完成的硬件平臺進行軟件功能劃分,分別...

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內外研究現狀與分析
        1.2.1 四旋翼無人飛行器的研究現狀
        1.2.2 視覺伺服在四旋翼控制中的研究現狀
    1.3 論文的主要研究內容及章節(jié)安排
第2章 微型四旋翼飛行器軟硬件配置方案設計
    2.1 引言
    2.2 四旋翼飛行器飛行原理與結構分析
        2.2.1 四旋翼飛行器飛行原理分析
        2.2.2 四旋翼飛行器基本結構分析
    2.3 四旋翼飛行器實驗平臺硬件方案設計
        2.3.1 硬件方案需求分析
        2.3.2 硬件選型與系統(tǒng)搭建
    2.4 四旋翼飛行器實驗平臺軟件方案設計
        2.4.1 軟件功能需求分析
        2.4.2 軟件平臺結構設計
    2.5 本章小結
第3章 四旋翼位姿控制及目標識別定位算法設計
    3.1 引言
    3.2 四旋翼位姿控制算法設計
        3.2.1 四旋翼動力學模型分析
        3.2.2 位姿控制算法設計
    3.3 圖像處理和目標識別算法設計
        3.3.1 圖像處理算法設計
        3.3.2 目標識別算法設計
    3.4 云臺解耦控制算法設計
    3.5 本章小結
第4章 無人機自主穿越飛行控制方案及算法設計
    4.1 引言
    4.2 自主飛行控制流程方案設計
    4.3 自主起降控制方案及算法設計
        4.3.1 自主起降控制流程設計
        4.3.2 速度-高度控制算法設計
        4.3.3 位置-高度控制算法設計
    4.4 高速穿越控制方案及算法設計
        4.4.1 高速穿越控制流程設計
        4.4.2 基于位置伺服的高速穿越控制算法設計
        4.4.3 基于比例導引律的高速穿越控制算法設計
    4.5 安全防護算法設計
    4.6 本章小結
第5章 系統(tǒng)仿真與實驗驗證
    5.1 引言
    5.2 四旋翼高速穿越飛行控制算法仿真驗證
        5.2.1 四旋翼飛行器仿真模型建立
        5.2.2 基于位置伺服的高速穿越控制算法仿真驗證
        5.2.3 基于比例導引律的高速穿越控制算法仿真驗證
        5.2.4 仿真結果分析
    5.3 系統(tǒng)實驗驗證
        5.3.1 目標識別定位算法實驗驗證
        5.3.2 自主穿越飛行控制方案及算法實驗驗證
        5.3.3 實驗結果分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3749083