飛控硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)及導(dǎo)航算法研究.pdf

1、微小型無(wú)人機(jī)具有小型化、低成本等優(yōu)點(diǎn)，在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。越來(lái)越多的場(chǎng)合對(duì)其定位和導(dǎo)航能力提出了要求，因此有必要對(duì)微小型無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行研究。
　　本文首先自主設(shè)計(jì)了基于ZYNQ-7000和微機(jī)電系統(tǒng)傳感器的低成本微小型無(wú)人機(jī)飛控硬件平臺(tái)，為提高復(fù)雜算法的執(zhí)行效率和實(shí)時(shí)性，在該硬件平臺(tái)上設(shè)計(jì)了基于QNX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)。其次，為減小傳感器存在的系統(tǒng)誤差對(duì)導(dǎo)航算法性能的干擾，研究了相應(yīng)的誤差補(bǔ)償算法校準(zhǔn)各個(gè)

2、傳感器：用靜置法校準(zhǔn)三軸陀螺儀；用六面校準(zhǔn)法校準(zhǔn)三軸加速度計(jì)；用橢球擬合算法和在線(xiàn)學(xué)習(xí)法校準(zhǔn)三軸磁力計(jì)。為降低傳感器噪聲的干擾，使用相應(yīng)的濾波算法對(duì)傳感器進(jìn)行濾波處理：用均值濾波處理三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)；用滑動(dòng)窗口濾波處理空速計(jì)；用一階低通濾波處理氣壓計(jì)。最后，本文重點(diǎn)研究了微小型無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航算法。該部分首先在自主設(shè)計(jì)的飛控電路板上實(shí)現(xiàn)了基于互補(bǔ)濾波的姿態(tài)解算算法，用GPS接收的速度和經(jīng)緯度作為導(dǎo)航結(jié)果，而后實(shí)現(xiàn)了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波