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基于激光雷達的多旋翼飛行器實(shí)時(shí)避障系統
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

(浙江大學(xué) 航空航天學(xué)院, 杭州 310027)

作者簡(jiǎn)介:

章志誠(1992-),男,碩士,主要從事飛行控制,慣性導航方向的研究。 通信作者:杜昌平(1978-),男,博士,副教授,主要從事導航制導與控制,復雜系統建模與仿真、多傳感器數據融合方向的研究。 [FQ)]

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

基金項目:


A Real-Time Obstacle Avoidance System for MultiCopter Based on Laser Radar
Author:
Affiliation:

(School of Aeronautics and Astronautics, Zhejiang University, Hangzhou 310027,China)

Fund Project:

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    摘要:

    針對多旋翼飛行器的障礙物規避問(wèn)題,提出一種基于激光雷達的自主飛行多旋翼飛行器避障系統,實(shí)現多旋翼飛行器自主飛行的實(shí)時(shí)避障;該避障系統針對靜態(tài)、低速運動(dòng)障礙物,綜合飛行器本體姿態(tài)、速度、加速度等狀態(tài)信息,建立基于改進(jìn)勢場(chǎng)法的避障模型和算法;在機器人操作系統(ROS,Robot Operating System)平臺進(jìn)行該避障系統的軟件實(shí)現,其通過(guò)串口與飛控進(jìn)行通信,完成多旋翼飛行器的自主避障飛行;同時(shí),為了使該系統能在強光環(huán)境正常工作,在不影響系統實(shí)時(shí)性的前提下,對激光雷達的干擾問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化設計;大量實(shí)驗表明:該避障算法計算量小,能夠保證避障系統的實(shí)時(shí)性,在機體慢速以及低速運動(dòng)(機體與障礙物之間的相對運動(dòng)速度小于等于3 m/s)的場(chǎng)景中能夠正確檢測范圍6 m內,并迅速規避障礙物。

    Abstract:

    In order to solve the problem of obstacle avoidance of the multicopter,an obstacle avoidance system is studied based on autonomous flight of laser radar vehicle, which can realize the real-time obstacle avoidance for autonomous flight of the multicopter. According to avoid the static or low speed obstacle, an improved potential field algorithm is proposed, which considers the attitude angle, velocity and acceleration of the multicopter and runs in the Robot Operating System (ROS). This algorithm plays the important role in the obstacle avoidance system, as it can generate the flight control commands for the flight control system to complete obstacle. Then in order to work in normal light environment, a laser radar interference optimization of the obstacle avoidance system is also studied in the paper in detail. At last, a large number of experiments are carried out. The results show that the proposed obstacle avoidance system can quickly avoid the obstacle in the range of 6 meters with the low computational cost.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

章志誠,杜昌平.基于激光雷達的多旋翼飛行器實(shí)時(shí)避障系統計算機測量與控制[J].,2016,24(9):117-121.

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歷史
  • 收稿日期:2016-04-10
  • 最后修改日期:2016-05-18
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  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2016-09-28
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