四旋翼無人機由于其體積小、結(jié)構(gòu)簡單、用途廣泛,開始逐漸融入到大眾生活中,并且逐步成為無人機領(lǐng)域關(guān)注和研究的重點。尤其是在無人機探索未知領(lǐng)域方面,無人機有越來越多的應(yīng)用,例如四旋翼飛行器可以攜帶攝像頭和激光雷達,方便的到達指定地點,進行目標(biāo)探測。并且,無人機有其自身的優(yōu)勢,例如機械結(jié)構(gòu)和控制理論簡單、制造成本低等特點,有利于無人機在各個領(lǐng)域的推廣。本文主要內(nèi)容是設(shè)計完成飛行器控制方法、路徑規(guī)劃以及障礙物識別的研究,經(jīng)過實驗驗證,采用的方法可以完成該任務(wù)。首先,本文介紹無人機在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者研究進展,對路徑規(guī)劃常用的RRT算法和目標(biāo)識別算法進展進行了詳細的描述。然后,本文針對飛行器建模,包括飛行器高度控制、Roll角控制、Pitch角控制、Yaw角控制,介紹飛行器目前流行的動力學(xué)建模方法,包括歐拉角法和四元數(shù)法,以及兩種方法之間的角度轉(zhuǎn)換關(guān)系。其次,本文介紹了RRT路徑規(guī)劃算法基本原理和參數(shù)設(shè)置,研究了不同步長和碰撞半徑對算法運行時間和最優(yōu)路徑的影響,并得到了二維空間和三維空間下的最優(yōu)路徑。再次,算法路徑規(guī)劃結(jié)束后,需要對路徑規(guī)劃進行平滑性處理才可以達到飛行要求。因此,本...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究意義及背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.2.2 路徑平滑研究現(xiàn)狀
        1.2.3 車輛圖像識別研究現(xiàn)狀
    1.3 論文結(jié)構(gòu)
    1.4 本章總結(jié)
第2章 四軸飛行器建模
    2.1 四軸飛行器飛行原理
        2.1.1 高度控制
        2.1.2 Roll角控控制
        2.1.3 Pitch角度控制
        2.1.4 Yaw角度控制
    2.2 四軸飛行器運動學(xué)和動力學(xué)建模
        2.2.1 歐拉角
        2.2.2 四元數(shù)
    2.3 歐拉角和四元數(shù)映射關(guān)系
    2.4 本章總結(jié)
第3章 RRT路徑規(guī)劃算法
    3.1 基本RRT算法介紹
    3.2 RRT算法步長閾值
        3.2.1 二維空間步長設(shè)置
        3.2.2 三維空間步長設(shè)置
    3.3 RRT算法碰撞半徑
        3.3.1 二維空間碰撞半徑設(shè)置
        3.3.2 三維空間碰撞半徑設(shè)置
    3.4 本章總結(jié)
第4章 四軸飛行器路徑平滑
    4.1 梯度下降法原理介紹
    4.2 基于多項式方法的軌跡擬合
        4.2.1 總時間不變調(diào)整
        4.2.2 總時間改變調(diào)整
    4.3 四軸飛行器理論路徑仿真
    4.4 實驗仿真
    4.5 本章總結(jié)
第5章 四軸飛行器目標(biāo)識別技術(shù)研究
    5.1 障礙物識別與坐標(biāo)判斷
    5.2 PASCAL3D+數(shù)據(jù)集
    5.3 方位角設(shè)計
    5.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——YOLO v3
        5.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱藏層的設(shè)計
        5.4.2 特征圖的設(shè)計
    5.5 訓(xùn)練結(jié)果測試
    5.6 驗證圖像識別正確性對比
    5.7 本章小結(jié)
第6章 論文總結(jié)和展望
    6.1 主要工作和成果
    6.2 本文主要創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝



本文編號：3780614