基于改進人工勢場法的旋翼飛行器的避障研究.pdf

1、旋翼飛行器作為無人機的一種，具有結(jié)構(gòu)簡單、外形新穎、操作方便等特點，被廣泛應用于軍事與民用領(lǐng)域。但無人機的自主避障飛行一直是自主飛行中的一個重要研究課題，至今仍未實現(xiàn)完全自治的無人機避障飛行。本文以無人機的避障策略為切入點，在對px4flow光流傳感器的數(shù)據(jù)進行處理的基礎(chǔ)上，將其與改進的人工勢場法相結(jié)合，從而作為飛行器的避障策略。本設(shè)計主要工作與成果如下:
　　(1)建立了四旋翼飛行器的動力學建模，分析了其在懸停狀態(tài)下的受力狀況，

2、推導出其俯仰（橫滾）運動、偏航運動、位置和高度控制的線性模型。
　　(2)通過前述線性模型，確定了飛行器的控制方法及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);并使用matlab對其進行了仿真實驗，對仿真曲線進行分析，為后續(xù)實驗提供了理論依據(jù)。
　　(3)對px4flow光流傳感器的數(shù)據(jù)進行處理，對傳統(tǒng)的人工勢場法進行改進，提出新的避障策略。即采用光流傳感器與改進人工勢場法相結(jié)合的方法作為四旋翼飛行器的避障策略，使飛行器在成功避開障礙物之后還能完成局部

3、路徑規(guī)劃的任務。
　　(4)使用杭州某無入機公司的四軸植保無人機作為試驗機，對本文提出的姿態(tài)解算算法與飛行器的姿態(tài)控制進行了驗證;并在小車上對前文提出的避障策略進行了驗證。
　　本文將px4flow傳感器的數(shù)據(jù)進行處理，作為障礙物的檢測裝置，大大的減少了開發(fā)成本與開發(fā)時間;創(chuàng)新性的提出了使用光流傳感器與改進的人工勢場法相結(jié)合的避障策略，既彌補了傳統(tǒng)人工勢場法的缺陷，又可以使飛行器在避障的同時不會迷失航向，從而完成局部路徑規(guī)劃