無人機因具有成本低、損耗少、不會出現(xiàn)傷亡情況等眾多優(yōu)點,已在軍事、民用和科學研究三大領域得到了廣泛的應用,是目前發(fā)展迅速的高新技術之一。微型無人機相對大中型無人機具有體積更小、造價更低、靈活性更高等優(yōu)點,因此在民用和科研領域更受關注。然而,微型無人機也因質量小、慣性較小的原因容易受到環(huán)境中氣流等因素的影響,導致在飛行過程中經常出現(xiàn)偏離航線的情況,因此亟需對微型無人機進行精準且實時的定位。遺憾的是,雖然目前針對大型無人機的定位研究已經比較成熟,但其常用方法,如多普勒測地速、雷達等,因所需設備結構復雜、體積和重量大、價格昂貴等因素,并不適用于微型無人機系統(tǒng)。本課題結合無線傳感器網絡（Wireless Sensor Networks,WSN）節(jié)點定位算法與捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)（Strap-downInertial Navigation System,SINS）實現(xiàn)在三維空間內對微型無人機的精準實時定位。利用WSN成本低,易于擴展等特點,進一步修正微型無人機內嵌的SINS定位結果,提出一種精度高、速度快、適用于微型無人機系統(tǒng)的定位方法。課題首先研究了 SINS慣性器件（陀螺儀和加速度計）及其解算過... 

【文章來源】：華北電力大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?ＳＩＮＳ定位效果圖??

計算單元??圖２－２?ＴＯＡ算法示意圖??如圖２－２所示，在ＳＩＮＳ中，用陀螺儀測量得到無人機的角速度數(shù)據(jù)是無人??機軸向坐標系也就是載體坐標系相對于慣性坐標系的。該角速度減去導航坐標系??相對慣性坐標系的角速度（該角速度可以根據(jù)導航坐標系的設定而預先得知），??可以獲得無人機軸向坐標系相對于導航坐標系的角速度，根據(jù)得到的角速度數(shù)據(jù)??可以計算出姿態(tài)矩陣在獲得姿態(tài)矩陣之后，根據(jù)姿態(tài)矩陣把加速度計測量的??無人機比力信息從沿無人機軸向坐標系的方向變換到導航坐標系方向，就得到沿??導航坐標軸的加速度數(shù)據(jù)。之后進行導航計算得出無人機的位置和速度信息。同??時，姿態(tài)計算可以推算獲得無人機的姿態(tài)信息。其中，比力信息為加速度計測得??的無人機相對慣性坐標系的絕對加速度和引力加速度之和。這個過程中的姿態(tài)計??算、坐標變化和導航計算是在計算中心的計算單元完成的。??２．３．１捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)定位常用坐標系??在ＳＩＮＳ定位中，只有在一定的坐標系下物體的加速度、位置坐標和姿態(tài)角??等信息才具有意義，在導航計算中需要進行坐標系之間的轉換，下面對不同的坐??標系進行簡要的介紹［３６］。??

匯聚節(jié)點是與傳感器節(jié)點相比，在數(shù)據(jù)處理、信息存儲、收發(fā)通信等??方面能力都更強的節(jié)點，用來實現(xiàn)傳感網和互聯(lián)網之間的通信。管理節(jié)點也就是??終端用戶。具體的ＷＳＮ結構工作模型如圖３－１所示。??＾?ｔ?匯聚節(jié)點＾互聯(lián)網?ｊ??（?？１??（?移動通信網絡、ｙ??７?＼?管理節(jié)點??麵區(qū)域?傳感碰??圖３－１?ＷＳＮ結構工作模型??ＷＳＮ工作過程可以簡單描述為：??（１）

【參考文獻】：
期刊論文
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[9]基于錨球交域重心的WSN三維定位算法研究[J]. 夏心江,胡鋼,王燁華.  計算機工程與應用. 2013(10)
[10]Bounding Cube:一種無線傳感器網絡節(jié)點三維定位算法[J]. 李娟,王珂,盧長剛.  中國海洋大學學報(自然科學版). 2009(06)

碩士論文
[1]基于慣性測量和RSSI的個人室內定位系統(tǒng)[D]. 胡偉婭.上海交通大學 2013
[2]基于UWB的室內定位技術研究[D]. 張忠娟.天津大學 2012
[3]捷聯(lián)慣性導航算法及其實現(xiàn)[D]. 魏資桓.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3375370