發(fā)布時間：2017-09-21 01:06

  本文關(guān)鍵詞：進行多地面目標操控的四旋翼飛行器導航方法研究

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【摘要】：隨著旋翼飛行器的用途進一步擴展,其姿態(tài)控制、定位導航、任務(wù)執(zhí)行已經(jīng)成為研究熱點。以國際空中機器人大賽(IARC)第七代比賽任務(wù)為背景,研究了比賽任務(wù)中飛行器對地多目標操控的與導航方法。首先,基于比賽的結(jié)構(gòu)化動態(tài)環(huán)境,設(shè)計了融合光流里程計的視覺定位算法。該方法使用地面橫縱相交的直線作為人工路標,進行全局定位。設(shè)計卡爾曼濾波器與光流傳感器進行融合。使四旋翼無人機在比賽環(huán)境中實現(xiàn)全局定位。其次,針對四旋翼飛行器操縱多個地面目標任務(wù)所要求的機動性與精確性,研究了基于交匯點速度法的移動目標攔截規(guī)劃方法、基于速度障礙物法的動態(tài)避障方法、基于人工勢場的多目標操控決策方法,解決了多目標操控導航的關(guān)鍵問題。最后根據(jù)提出的任務(wù)層、導航層、執(zhí)行層、三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu),設(shè)計了任務(wù)實驗系統(tǒng),進行了有效的多目標操控導航實驗。設(shè)計了四旋翼導航比賽系統(tǒng),參加2014年8月在煙臺舉辦的IARC亞太賽區(qū)的比賽,驗證了系統(tǒng)的實用性。
【關(guān)鍵詞】：空中機器人 視覺定位 導航 多目標操控 任務(wù)決策
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V249.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 論文研究背景及意義9-11
• 1.2 四旋翼室內(nèi)導航發(fā)展概況11-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 基于任務(wù)的室內(nèi)導航方法綜述16-17
• 1.4 論文的主要工作安排17-18
• 第2章 牧羊任務(wù)分析與競賽系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計18-26
• 2.1 牧羊任務(wù)分析18-21
• 2.1.1 空中機器人行為分析18-19
• 2.1.2 比賽規(guī)則分析19-21
• 2.2 空中機器人體系結(jié)構(gòu)設(shè)計21-22
• 2.3 機器人操作系統(tǒng)22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第3章 無約束環(huán)境下四旋翼視覺定位算法研究26-42
• 3.1 相關(guān)工作27-28
• 3.1.1 人工地標法定位27-28
• 3.1.2 光流里程計定位28
• 3.2 基于光流和人工地標法定位模型28-31
• 3.2.1 光流方程28-29
• 3.2.2 光流傳感器PX4FLOW29-31
• 3.3 圖像處理與人工地標提取31-35
• 3.3.1 圖像預(yù)處理31-33
• 3.3.2 直線提取與特征點提取33-35
• 3.4 攝像機全局位置估計35-37
• 3.4.1 攝像機模型35-36
• 3.4.2 圖像坐標逆投影36-37
• 3.5 融合定位37-38
• 3.6 實驗與結(jié)果分析38-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第4章 多目標操控導航與決策方法研究42-52
• 4.1 導航系統(tǒng)設(shè)計42-44
• 4.1.1 路徑規(guī)劃器總體設(shè)計43-44
• 4.2 攔截規(guī)劃算法44-45
• 4.2.1 交匯點速度法44-45
• 4.3 基于velocity-obstacle算法的動態(tài)避障45-46
• 4.3.1 velocity-obstacle區(qū)域設(shè)置46
• 4.4 基于速度參考模型的位置控制46-47
• 4.5 多目標操控決策方法47-51
• 4.5.1 地面移動目標預(yù)測模型48-49
• 4.5.2 基于人工勢場模型的決策方法49-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 第5章 牧羊系統(tǒng)設(shè)計與多目標操控實驗52-59
• 5.1 機器人操作系統(tǒng)具體實現(xiàn)53-55
• 5.2 結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的全局導航實驗55-56
• 5.3 多地面目標操控實驗56-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻60-65
• 致謝65-66
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及參與的學術(shù)活動66

【相似文獻】

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1 宋亞平;淺談旋翼的防腐維護[J];航空維修與工程;2004年04期

2 _5^懔，

本文編號：891456