復(fù)雜環(huán)境下四旋翼無(wú)人機(jī)定位研究.pdf

1、無(wú)人駕駛飛行器通常簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)人機(jī)。它是指一種機(jī)上無(wú)駕駛員操作,僅由無(wú)線電遙控操縱或自身程序控制,利用空氣動(dòng)力承載飛行的飛行器。與載人飛機(jī)相比,它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適應(yīng)性好,安全性能高。因此,廣泛應(yīng)用在軍事、民用和科學(xué)研究等多個(gè)領(lǐng)域中。無(wú)人機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同,可分為固定翼型無(wú)人機(jī)和旋翼型無(wú)人機(jī)。作為一種常見(jiàn)的旋翼式無(wú)人機(jī),四旋翼無(wú)人機(jī)正受到國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的關(guān)注,成為近年來(lái)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)。
　　本文針對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī),設(shè)計(jì)并完成了基

2、于激光雷達(dá)的無(wú)人機(jī)室內(nèi)定位算法及對(duì)應(yīng)的機(jī)載軟件系統(tǒng),成功實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有全球定位系統(tǒng)(Global Posioning System,GPS)提供導(dǎo)航信息的情況下四旋翼無(wú)人機(jī)位置姿態(tài)參數(shù)的提取。
　　本文的主要內(nèi)容分為以下三個(gè)方面:
　　(1)針對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)的硬件結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)并完成了無(wú)人機(jī)機(jī)載軟件系統(tǒng)的架構(gòu)和流程。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,首先利用Linux系統(tǒng)下的多線程技術(shù)將程序中分為若干個(gè)模塊,每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)任務(wù)。然后,利用信號(hào)處理技

3、術(shù)完成對(duì)各個(gè)子模塊的管理調(diào)度,從而使整個(gè)軟件系統(tǒng)高效穩(wěn)定地運(yùn)行。
　　(2)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于底層控制芯片的串口擴(kuò)展電路。目前,四旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中的串行接口設(shè)備(如數(shù)傳電臺(tái),藍(lán)牙等)逐漸增多,這就直接導(dǎo)致了無(wú)人機(jī)硬件平臺(tái)串口資源的不足。因此,針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文中進(jìn)行了串口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)的嘗試,目的在于實(shí)現(xiàn)底層控制芯片與多個(gè)串口設(shè)備的通信連接。
　　(3)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于激光雷達(dá)的四旋翼無(wú)人機(jī)室內(nèi)定位算法。四旋翼無(wú)人機(jī)定位的主要目的在