基于GPS-INS組合的多無人機(jī)姿態(tài)估計(jì)與路徑規(guī)劃算法研究.pdf

1、近年來，無人機(jī)成為一個(gè)熱門的研究領(lǐng)域。導(dǎo)航系統(tǒng)是無人機(jī)的重要組成部分，為無人機(jī)安全和穩(wěn)定的飛行提供保障。使用GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高精度的導(dǎo)航，這種組合導(dǎo)航系統(tǒng)具有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的特點(diǎn)，它的本質(zhì)是多傳感器信息優(yōu)化處理系統(tǒng)。無人機(jī)的重要導(dǎo)航參數(shù)是從多傳感器信息融合中獲得的，所以研究多傳感器信息融合技術(shù)是解決無人機(jī)組合導(dǎo)航問題的關(guān)鍵。
　　本文介紹了GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)信息融合的過程，設(shè)計(jì)了GPS輸出數(shù)據(jù)與INS輸出數(shù)據(jù)三

2、級(jí)融合結(jié)構(gòu)，提出了一種基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法參數(shù)校對(duì)方法，對(duì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行濾波處理后，組合導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的位置和速度參數(shù)的誤差有明顯減小。同時(shí)，通過無人機(jī)地面控制站可以觀察無人機(jī)的飛行姿態(tài)，針對(duì)無人機(jī)飛行姿態(tài)存在較大誤差的問題，本文提出了一種改進(jìn)的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法來修正無人機(jī)的飛行姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)了高精度的姿態(tài)估計(jì)，得到了良好的軌跡仿真效果。
　　對(duì)于無人機(jī)飛行環(huán)境存在障礙威脅的問題，本文提出了一種基于泰森多邊形的環(huán)境建模方法，該方法可

3、以根據(jù)無人機(jī)飛行環(huán)境中存在障礙物的數(shù)量和位置，為無人機(jī)提供安全的飛行區(qū)域。本文將蟻群算法與泰森多邊形結(jié)合，為每架無人機(jī)提供一條合理的飛行路徑。
　　由于蟻群算法的搜索策略的限制，對(duì)于多無人機(jī)路徑規(guī)劃，蟻群算法的執(zhí)行效率不高。為了提高蟻群算法的搜索效率，本文設(shè)計(jì)了一種基于量子蟻群算法的路徑規(guī)劃方法，該方法把量子計(jì)算與蟻群算法相結(jié)合，彌補(bǔ)了蟻群算法的不足。通過實(shí)驗(yàn)證明，量子蟻群算法可以高效的為每架無人機(jī)提供多條飛行路徑。最后，根據(jù)無人