基于偏振光的無(wú)人機(jī)導(dǎo)航平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、偏振光傳感器樣機(jī)的設(shè)計(jì)和機(jī)器人上的驗(yàn)證為導(dǎo)航技術(shù)開(kāi)辟了一片新天地，然而偏振光在三維空間的導(dǎo)航目前還處于初步探索階段。本文以偏振光在三維空間上的導(dǎo)航應(yīng)用需求為背景，設(shè)計(jì)并搭建了基于偏振光的無(wú)人機(jī)導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和導(dǎo)航仿真平臺(tái):導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)平臺(tái)旨在為偏振光傳感器提供完整的空中導(dǎo)航性能測(cè)試，以及偏振光組合導(dǎo)航算法的后期實(shí)際驗(yàn)證;導(dǎo)航仿真平臺(tái)旨在為偏振光組合導(dǎo)航算法的研究提供各種機(jī)載傳感器數(shù)據(jù)源，以及偏振光組合導(dǎo)航算法的前期仿真驗(yàn)證。兩平臺(tái)相輔相成、互

2、為補(bǔ)充，共同為偏振光導(dǎo)航在三維空間的測(cè)試及應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　本文分析了天空中偏振光的分布規(guī)律及仿沙蟻結(jié)構(gòu)的偏振光傳感器機(jī)理;討論了偏振光傳感器在二維機(jī)器人和三維無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航原理;推導(dǎo)了機(jī)載偏振光傳感器數(shù)據(jù)仿真原理，為后續(xù)導(dǎo)航平臺(tái)的搭建提供了理論支撐。
　　在基于偏振光的無(wú)人機(jī)導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方面。本文首先分別完成了導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、導(dǎo)航算法設(shè)計(jì)及控制算法設(shè)計(jì);然后在導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，完成了導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)平

3、臺(tái)的軟硬件搭建;最后對(duì)導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了飛行實(shí)驗(yàn)，證明了導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有較好的導(dǎo)航性能，并且能夠完成偏振光傳感器數(shù)據(jù)的采集任務(wù)。
　　在基于偏振光的無(wú)人機(jī)導(dǎo)航仿真平臺(tái)方面。本文首先構(gòu)建了導(dǎo)航仿真平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu);然后利用Aerospace和Aerosim工具箱搭建了無(wú)人機(jī)模型、飛行環(huán)境模型、機(jī)載傳感器數(shù)據(jù)仿真模型等關(guān)鍵模塊;最后通過(guò)捷聯(lián)慣導(dǎo)數(shù)據(jù)仿真和機(jī)載偏振光傳感器數(shù)據(jù)仿真對(duì)仿真平臺(tái)進(jìn)行了測(cè)試，證明了仿真偏振光方位角能夠很好的模擬實(shí)