基于FlightGear的四旋翼無人機三維可視仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、本文的研究目的是為四旋翼無人機控制算法的研究以及飛行器的試飛工作提供一個仿真實驗平臺。在飛行器真正試飛之前，仿真系統(tǒng)可以做大量的測試研究，即在實驗室環(huán)境中對飛行器進(jìn)行飛行規(guī)律的研究，飛行性能的評估，以此掌握飛行器的控制方法，降低試飛的風(fēng)險和成本。
　　 近幾年來，四旋翼無人機以其新穎的外形、卓越的性能以及獨特的飛行控制方式吸引了廣大科研人員，成為國際上的研究熱點。本文以四旋翼無人機的動力學(xué)模型為基礎(chǔ)，結(jié)合OpenGL三維動態(tài)顯示

2、技術(shù)，利用FlightGear開放平臺進(jìn)行了四旋翼無人機的飛行可視仿真，構(gòu)建了一個全功能、全動態(tài)的三維可視飛行仿真系統(tǒng)。
　　 本文首先介紹了四旋翼無人機以及三維可視仿真方面相關(guān)的研究背景和現(xiàn)狀，并對三維視景生成技術(shù)進(jìn)行了概述。其次，介紹了FlightGear飛行模擬軟件的組成、框架結(jié)構(gòu)和程序流程。使用AC3D軟件完成了四旋翼無人機三維可視模型的設(shè)計，并實現(xiàn)了使用動力學(xué)模型數(shù)據(jù)驅(qū)動各種模型進(jìn)行飛行仿真，包括飛行器模型的載入、定位

3、、數(shù)據(jù)處理以及FlightGear與數(shù)據(jù)模塊的通信過程。其中使用C++語言開發(fā)了系統(tǒng)的通信模塊，同時結(jié)合FlightGear的相關(guān)特性，完成了通信模塊與FlightGear的集成。本文使用VC++2005開發(fā)了可視化的客戶端界面，并用CScope控件開發(fā)了虛擬示波器對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控。最后，總結(jié)了系統(tǒng)實施所需要的軟硬件環(huán)境和實施過程，以及如何利用FlightGear完成飛行日志的記錄和視頻的回放。
　　 本文對系統(tǒng)進(jìn)行了具體實證