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四軸飛行器視覺(jué)組合導航系統設計與實(shí)現
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

(1.北京交通大學(xué) 中國產(chǎn)業(yè)安全研究中心,北京 100044;2.天津工業(yè)大學(xué) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院,天津 300387)

作者簡(jiǎn)介:

成 怡(1979-),女,黑龍江人,副教授,碩士研究生導師,主要從事慣性導航、視覺(jué)導航及組合導航、控制系統建模與仿真方向的研究。[FQ)]

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

基金項目:

國家自然科學(xué)基金(61203302);天津市應用基礎與前沿技術(shù)研究計劃項目(14JCYBJC18900)。


Design and Implementation of Visual Navigation System of Quadrotor 
Author:
Affiliation:

(1.China Center for Industrial Security Research, Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China; ;2.School of Electrical Engineering & Automation, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387, China)

Fund Project:

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    摘要:

    為實(shí)現四軸飛行器的自主飛行,設計了該視覺(jué)導航系統;采用基于A(yíng)RM處理器的飛行控制器和導航控制器的雙CPU結構,提高了系統的運行速度;飛行控制部分采用四元數解算姿態(tài),運用經(jīng)典的PID控制設計了X、Y、Z三個(gè)軸的PID控制器進(jìn)行整個(gè)系統的飛行控制;導航部分采用不敏卡爾曼濾波(UKF)融合慣導位置和視覺(jué)位置,從而給出載體最優(yōu)位置,提高導航精度;實(shí)驗結果表明,基于圖像和慣性導航的視覺(jué)組合導航方式可使導航精度保持在0.5 m內,同時(shí)整個(gè)系統具有較好的快速性和穩定性。

    Abstract:

    In order to realize autonomous flight of quadrotor, a vision navigation system was designed. Double CPU structure was adopted, which combined flight controller with navigation controller based on ARM processor and improved the speed of the system. Flight control part adopted quaternion algorithm of attitude, using the classic PID control design of the X, Y, Z three-axis PID controller for flight control of the system. Navigation part used unscented Kalman filter (UKF) to fuse inertial position and visual position, which gave the optimal position of the carrier and improved the navigation precision. Experimental results show that the navigation accuracy can be kept within 0.5m, while the whole system has better speed and stability based on images and visual navigation inertial navigation mode.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

成怡,金海林,樊冬雪.四軸飛行器視覺(jué)組合導航系統設計與實(shí)現計算機測量與控制[J].,2014,22(11):3705-37073711.

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