無(wú)人機(jī)室內(nèi)避障、巡航與熱源跟蹤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，多旋翼飛行器成為全球范圍內(nèi)的關(guān)注熱點(diǎn)，并在多種行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)無(wú)人機(jī)在室內(nèi)飛行過(guò)程中遇到的障礙物威脅問(wèn)題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套具有避障、目標(biāo)跟蹤和巡航功能的四旋翼飛行控制系統(tǒng)，在保證四旋翼飛行器室內(nèi)飛行安全的同時(shí)，為操作人員提供了輔助功能，減小了操作量。
　　室內(nèi)巡航與跟蹤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，需要硬件、算法、軟件相配合，才能完成相應(yīng)的飛行任務(wù)。
　　硬件方面，論文首先根據(jù)室內(nèi)飛行環(huán)境情況以及系統(tǒng)荷載等實(shí)際需求，搭建了

2、小型四旋翼飛行器平臺(tái)，并選擇ANO公司的開源飛控板作為系統(tǒng)飛行控制器。該控制器使用STM32F407芯片作為處理器，板上安裝有用來(lái)測(cè)量飛行器飛行狀態(tài)的氣壓計(jì)、陀螺儀、加速度計(jì)等傳感器。之后，論文根據(jù)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能需求，在四旋翼實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之上安裝了測(cè)量飛行高度、周邊障礙物信息的超聲波測(cè)距傳感器和檢測(cè)熱源信號(hào)的熱釋電紅外傳感器。
　　在搭建好硬件平臺(tái)之后，根據(jù)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)行相應(yīng)的算法設(shè)計(jì)。首先設(shè)計(jì)了控制飛行器飛行高度的PID

3、算法和控制飛行器進(jìn)行避障與跟蹤的模糊控制算法。之后，設(shè)計(jì)了用于測(cè)量飛行器室內(nèi)飛行速度的超聲波傳感器與加速度計(jì)數(shù)據(jù)融合算法和可以根據(jù)障礙物情況控制飛行器運(yùn)動(dòng)的巡航算法。最后，在matlab下建立系統(tǒng)模型，對(duì)設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了算法的可行性。
　　軟件方面，首先編寫了傳感器驅(qū)動(dòng)程序，采集傳感器數(shù)據(jù)，然后根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)類型設(shè)計(jì)了濾波器以及數(shù)據(jù)融合方案。之后，編寫飛行模式選擇程序，完成對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不同功能的選擇。最后，將之前所設(shè)計(jì)