無人機航跡規(guī)劃及導航定位系統研究.pdf

1、隨著科學技術的飛速發(fā)展，無人機飛行技術有了巨大的提升。無人機以其優(yōu)良的性能，近年來各種領域中獲得了廣泛的應用。尤其是在民用領域，無人機承擔了許多特殊環(huán)境下的作業(yè)工作，國家社會也投入了巨大的財力致力于無人機的相關研究。其中，無人機的航跡規(guī)劃系統以及室外導航定位系統是無人機實現作業(yè)任務的關鍵基礎，是無人機安全快速飛行的重要保障。本文對于無人機航跡規(guī)劃系統以及室外的導航定位系統問題進行了初步研究。
　　本文首先對無人機的航跡規(guī)劃子系統進

2、行了研究，建立了無人機航跡規(guī)劃系統的模型。提出了基于無人機的光伏陣列巡檢任務的問題模型，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，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，并完成無人機的巡檢任務。之后，研究了基于捷聯慣性導航系統的室外導航定位系統。本文首先對無人機的姿態(tài)解算問題做出了分析，介紹了幾種當前常用的姿態(tài)解算算法，通過對此幾種算法進行分析比較，在總結各

3、自的優(yōu)缺點之后，選擇了四元數法作為無人機的姿態(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，通過對地球自轉角速度等有害加速度的修正，得到機體加速度轉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的分析，并采用融合互補濾波算法對姿態(tài)數據進行校正。最后，基于M100無人機的半實物仿真實驗系統，用來驗證算法的正確性。該系統的下位機是大疆公司生產的M100無人機開發(fā)平臺，提供了SDK以及多種硬件接口，可實現飛行數據