基于衛(wèi)星和視覺(jué)結(jié)合的四旋翼飛行器導(dǎo)航定位研究.pdf

1、四旋翼飛行器準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位是確保實(shí)現(xiàn)航拍、監(jiān)控、開(kāi)展地圖創(chuàng)建、自主飛行等的重要保證。近幾年四旋翼飛行器導(dǎo)航定位技術(shù)無(wú)論是在理論還是實(shí)際應(yīng)用中都取得了豐碩的研究成果，但是對(duì)于高精度的導(dǎo)航定位精度還需要進(jìn)一步的深入研究。隨著機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，同時(shí)又由于傳統(tǒng)的慣導(dǎo)系統(tǒng)和GPS全球定位系統(tǒng)具有笨重、體積大、價(jià)格昂貴、累計(jì)誤差大、定位精度低等缺點(diǎn)，視覺(jué)導(dǎo)航定位正在成為飛行器導(dǎo)航定位的研究熱點(diǎn)?？紤]視覺(jué)導(dǎo)航定位與衛(wèi)星導(dǎo)航定位的優(yōu)點(diǎn)，本

2、文采用將綜合運(yùn)用兩者共同服務(wù)于飛行器的導(dǎo)航定位。本文采用實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的四旋翼飛行器作為導(dǎo)航定位的研究平臺(tái)，利用飛行控制器、機(jī)載攝像頭、圖像處理控制器、導(dǎo)航定位子模塊（GPS/電子羅盤(pán)）和設(shè)計(jì)的地面站等搭建了四旋翼飛行器導(dǎo)航定位系統(tǒng)，并進(jìn)行了室外相關(guān)飛行實(shí)驗(yàn)。
　　首先，對(duì)四旋翼飛行器國(guó)內(nèi)外導(dǎo)航定位最新研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，指出現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，然后結(jié)合本文的研究背景，根據(jù)飛行環(huán)境的要求，為四旋翼飛行器選擇了十字形飛行模式和適當(dāng)?shù)膶?dǎo)

3、航定位實(shí)現(xiàn)方案。
　　其次，對(duì)于四旋翼飛行器的工作原理、模型建立、飛行器控制算法等進(jìn)行了闡述，介紹了GPS導(dǎo)航定位原理和誤差的來(lái)源，分析影響GPS定位精度的主要原因。對(duì)光流法的定義、光流法導(dǎo)航定位的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了不同程度的講解。根據(jù)所選導(dǎo)航定位方案構(gòu)建了四旋翼飛行器導(dǎo)航定位系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，分別從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行了介紹。通過(guò)圖像處理控制器對(duì)視覺(jué)攝像頭完成視頻采集與處理，利用光流信息檢測(cè)四旋翼飛行器相對(duì)地面的水平移動(dòng)速度。在導(dǎo)航