無人機(jī)航跡規(guī)劃及導(dǎo)航定位系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，無人機(jī)飛行技術(shù)有了巨大的提升。無人機(jī)以其優(yōu)良的性能，近年來各種領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。尤其是在民用領(lǐng)域，無人機(jī)承擔(dān)了許多特殊環(huán)境下的作業(yè)工作，國家社會也投入了巨大的財(cái)力致力于無人機(jī)的相關(guān)研究。其中，無人機(jī)的航跡規(guī)劃系統(tǒng)以及室外導(dǎo)航定位系統(tǒng)是無人機(jī)實(shí)現(xiàn)作業(yè)任務(wù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)，是無人機(jī)安全快速飛行的重要保障。本文對于無人機(jī)航跡規(guī)劃系統(tǒng)以及室外的導(dǎo)航定位系統(tǒng)問題進(jìn)行了初步研究。
　　本文首先對無人機(jī)的航跡規(guī)劃子系統(tǒng)進(jìn)

2、行了研究，建立了無人機(jī)航跡規(guī)劃系統(tǒng)的模型。提出了基于無人機(jī)的光伏陣列巡檢任務(wù)的問題模型，針對三維搜索空間及其模型，分析了各個航跡規(guī)劃算法的特點(diǎn)，提出了基于A*算法和蟻群算法的融合算法，通過MATLAB仿真研究表明，該融合算法可以有效的得到全局最優(yōu)解，并完成無人機(jī)的巡檢任務(wù)。之后，研究了基于捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的室外導(dǎo)航定位系統(tǒng)。本文首先對無人機(jī)的姿態(tài)解算問題做出了分析，介紹了幾種當(dāng)前常用的姿態(tài)解算算法，通過對此幾種算法進(jìn)行分析比較，在總結(jié)各

3、自的優(yōu)缺點(diǎn)之后，選擇了四元數(shù)法作為無人機(jī)的姿態(tài)解算算法。之后，本文針對其核心原理建立了加速度的比力公式，通過對地球自轉(zhuǎn)角速度等有害加速度的修正，得到機(jī)體加速度轉(zhuǎn)換至位置加速度的比力方程。最后，本文對姿態(tài)解算的誤差校正做了相應(yīng)的分析，并采用融合互補(bǔ)濾波算法對姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。最后，基于M100無人機(jī)的半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用來驗(yàn)證算法的正確性。該系統(tǒng)的下位機(jī)是大疆公司生產(chǎn)的M100無人機(jī)開發(fā)平臺，提供了SDK以及多種硬件接口，可實(shí)現(xiàn)飛行數(shù)據(jù)