基于大氣偏振光的無(wú)人機(jī)組合導(dǎo)航算法研究.pdf

1、導(dǎo)航技術(shù)是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用環(huán)境的多元化，現(xiàn)有的導(dǎo)航技術(shù)逐漸顯現(xiàn)出自身的應(yīng)用缺陷，因此越來(lái)越多的學(xué)者將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到仿生導(dǎo)航技術(shù)，現(xiàn)有研究成果表明仿生導(dǎo)航技術(shù)具有抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性高和安全穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。本文的研究?jī)?nèi)容為仿生偏振光三維導(dǎo)航，以多傳感器信息融合算法和無(wú)人機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建為研究?jī)?nèi)容，提高偏振光組合導(dǎo)航算法的實(shí)用性和穩(wěn)定性。
　　首先介紹無(wú)人機(jī)導(dǎo)航的基礎(chǔ)概念以及慣性傳感器的理論測(cè)量模型和誤

2、差模型，并對(duì)姿態(tài)余弦矩陣更新法進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，使用Matlab軟件搭建無(wú)人機(jī)導(dǎo)航仿真平臺(tái)，該平臺(tái)包括純仿真環(huán)境和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)仿真環(huán)境，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期效果的一致性證明了該平臺(tái)的可靠性，為本課題的進(jìn)一步研究提供基礎(chǔ)。
　　針對(duì)偏振光傳感器存在測(cè)量角度180°模糊性和偏振光傳感器尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)誤差模型的問(wèn)題，提出了MIMU/偏振光互補(bǔ)濾波組合導(dǎo)航算法，該算法滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)三維空間導(dǎo)航要求，能夠有效抑制無(wú)人機(jī)航向角的發(fā)散且計(jì)算量小，具有

3、較好的實(shí)用性。在此基礎(chǔ)上對(duì)偏振光傳感器測(cè)量值中環(huán)境干擾對(duì)姿態(tài)估計(jì)的影響進(jìn)行了研究，提出一種動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)互補(bǔ)參數(shù)的方法，仿真結(jié)果證明該方法能夠有效剔除偏振光傳感器異常測(cè)量值對(duì)全姿態(tài)角估計(jì)精度的影響。
　　除此之外，基于開(kāi)源飛控項(xiàng)目Paparazzi UAV搭建固定翼無(wú)人機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)修改配置文件以及調(diào)整控制參數(shù)完成無(wú)人機(jī)的自主飛行，并分析了該項(xiàng)目的軟件環(huán)境和外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)方式，完成了偏振光傳感器的擴(kuò)展工作。本文最后以傳感器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了