無(wú)人機(jī)地面站與航跡規(guī)劃的研究.pdf

1、近年來(lái),無(wú)人機(jī)的研究和應(yīng)用成為一個(gè)熱點(diǎn)。無(wú)人機(jī)具有自動(dòng)起飛、駕駛、導(dǎo)航與定位,以及信息采集與傳送等多項(xiàng)功能,尤其適合代替人在危險(xiǎn)、惡劣和極限的環(huán)境下完成特定的工作和任務(wù)。因此無(wú)人機(jī)在軍事、航空航天、測(cè)繪以及商業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
　　無(wú)人機(jī)地面站是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分,承擔(dān)著與無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析、地圖定位,以及任務(wù)規(guī)劃和管理等多種功能,為無(wú)人機(jī)成功完成飛行任務(wù)提供了保證。
　　本文的研究?jī)?nèi)容包括無(wú)人機(jī)地

2、面站軟件的設(shè)計(jì),以及基于勢(shì)能函數(shù)的航跡規(guī)劃算法的研究。本論文完成的主要工作包括:
　　(1)無(wú)人機(jī)地面站軟件的設(shè)計(jì)。本文開發(fā)了一款無(wú)人機(jī)地面站軟件,主要實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)方面的功能。第一,地面站與無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)通訊,包括對(duì)無(wú)人機(jī)飛行信息的接收,以及向無(wú)人機(jī)發(fā)送控制命令等;第二,地面站數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),本文基于MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)人機(jī)飛行信息的存儲(chǔ)、規(guī)劃航跡信息的存儲(chǔ)與修改,以及通過查詢功能實(shí)現(xiàn)的無(wú)人機(jī)航跡回放等功能;第三,利用M

3、apX電子地圖,實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的定位以及導(dǎo)航等功能;最后通過實(shí)驗(yàn)聯(lián)調(diào),驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)地面站軟件的穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的功能。
　　(2)基于勢(shì)能函數(shù)的航跡規(guī)劃算法的設(shè)計(jì)。為使無(wú)人機(jī)系統(tǒng)提高自主控制和執(zhí)行任務(wù)能力,實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)地面站的航跡規(guī)劃功能是一個(gè)關(guān)鍵問題。本文基于勢(shì)能函數(shù)的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了一種無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃算法。該算法是在已知的環(huán)境中,根據(jù)無(wú)人機(jī)距離目標(biāo)點(diǎn)以及障礙物的距離,構(gòu)建能量分布場(chǎng),并通過設(shè)計(jì)時(shí)變控制增益的規(guī)劃算法,使得無(wú)