無人機室內避障、巡航與熱源跟蹤的設計與實現(xiàn).pdf

1、近年來，多旋翼飛行器成為全球范圍內的關注熱點，并在多種行業(yè)得到廣泛的應用。本文針對無人機在室內飛行過程中遇到的障礙物威脅問題，設計并實現(xiàn)了一套具有避障、目標跟蹤和巡航功能的四旋翼飛行控制系統(tǒng)，在保證四旋翼飛行器室內飛行安全的同時，為操作人員提供了輔助功能，減小了操作量。
　　室內巡航與跟蹤系統(tǒng)的實現(xiàn)，需要硬件、算法、軟件相配合，才能完成相應的飛行任務。
　　硬件方面，論文首先根據(jù)室內飛行環(huán)境情況以及系統(tǒng)荷載等實際需求，搭建了

2、小型四旋翼飛行器平臺，并選擇ANO公司的開源飛控板作為系統(tǒng)飛行控制器。該控制器使用STM32F407芯片作為處理器，板上安裝有用來測量飛行器飛行狀態(tài)的氣壓計、陀螺儀、加速度計等傳感器。之后，論文根據(jù)所設計系統(tǒng)的功能需求，在四旋翼實驗平臺之上安裝了測量飛行高度、周邊障礙物信息的超聲波測距傳感器和檢測熱源信號的熱釋電紅外傳感器。
　　在搭建好硬件平臺之后，根據(jù)系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，進行相應的算法設計。首先設計了控制飛行器飛行高度的PID

3、算法和控制飛行器進行避障與跟蹤的模糊控制算法。之后，設計了用于測量飛行器室內飛行速度的超聲波傳感器與加速度計數(shù)據(jù)融合算法和可以根據(jù)障礙物情況控制飛行器運動的巡航算法。最后，在matlab下建立系統(tǒng)模型，對設計的算法進行了仿真，驗證了算法的可行性。
　　軟件方面，首先編寫了傳感器驅動程序，采集傳感器數(shù)據(jù)，然后根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)類型設計了濾波器以及數(shù)據(jù)融合方案。之后，編寫飛行模式選擇程序，完成對系統(tǒng)設計中不同功能的選擇。最后，將之前所設計