检索结果-南通市图书馆

科学技术与工程 2022年第27期22卷 11792-11800页

作者：马晨皓杨国东邸健张旭晴吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 吉林省水利水电勘测设计研究院长春130026

针对目前测量工具价格较为昂贵、测量手段多采用人工采集的方式,设计一款基于mission planner开源地面站和全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)相结合的无人机自主导航测量系统。该系统由四旋翼无人机、APM(adv... 详细信息

针对目前测量工具价格较为昂贵、测量手段多采用人工采集的方式,设计一款基于mission planner开源地面站和全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)相结合的无人机自主导航测量系统。该系统由四旋翼无人机、APM(advanced power management)控制器、mission planner地面站和PPK(post processed kinematic)后差分系统构成,共设计手动和自动导航两种控制方式。自动导航模式中可通过mission planner地面测控系统的地图模块、数据交互模块,实现无人机按照设计预设航线进行飞行,并获取目标点的空间三维坐标。通过GNSS-BDS/GPS系统定位试验和自动导航对比试验得出,此套自动测量系统静态达到厘米级的定位精度,自动导航模式下的定位精度达到分米级。最终将其应用到点位坐标测量中,该系统所测得数据误差控制在10 cm内,满足测量工作中的基本需求。研究结果可对今后开展全自主测量技术设备的研发提供理论基础和实践参考。

关键词： mission planner 自主导航测量系统 PPK 无人机

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基于PX4的扑翼飞行器位置与姿态控制方法研究与仿真

基于PX4的扑翼飞行器位置与姿态控制方法研究与仿真

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作者：琚鸿德北京交通大学

学位级别：硕士

扑翼飞行器因具有噪声小、效率高、可灵活飞行等特性,在民事和军事任务中有着很好的研究前景。而目前扑翼飞行器的位姿控制存在稳定性差、响应时间长等问题。针对上述问题分别设计抗干扰位置控制算法和具备自适应能力的姿态控制算法,有... 详细信息

扑翼飞行器因具有噪声小、效率高、可灵活飞行等特性,在民事和军事任务中有着很好的研究前景。而目前扑翼飞行器的位姿控制存在稳定性差、响应时间长等问题。针对上述问题分别设计抗干扰位置控制算法和具备自适应能力的姿态控制算法,有效改善扑翼飞行器的控制表现,并提出将PX4飞控软件系统接入mission planner地面站,由于PX4不支持扑翼飞行器这个机型,本文重写了扑翼飞行器机型固件,最后实现扑翼飞行器在mission planner地面站的自主巡航仿真。本文主要研究内容如下:建立了扑翼飞行器各重要结构的坐标系,并推导了各个坐标系之间的转换关系。再根据扑翼飞行器的飞行机理,对扑翼飞行器进行运动力学分析,包括机身气动力与攻角和侧偏角的关系、机翼气动力与翼展距离的关系、尾翼气动力与姿态角的关系,并对整机进行气动力分析,为方便控制模型设计,统一将扑翼飞行器的飞行参数转换到机体坐标系。将参考轨迹的三个方向作为期望的位置输出以及作用于三个方向的控制力为输入量,建立了位置控制模型。根据运动变量转换和绕质心转动的动力学方程可得离散化后的输入输出姿态数据模型。基于模型预测控制算法(Model Predictive Control,MPC)和无模型自适应控制算法(Model Free Adaptive Control,MFAC),分别设计了基于快速梯度法的扩展状态观测模型预测控制算法(ESOGMMPC)的扑翼飞行器位置控制器和基于PID的无模型自适应控制算法(MFAC-PID)的扑翼飞行器姿态控制器。对于位置控制,在原模型预测控制算法中引入扩展状态观测器,能够有效地估计系统受到的扰动和模型失配问题,并加入快速梯度法解决模型预测控制中存在的高计算复杂度问题。对于姿态控制,在原MFAC算法的基础上,改进了伪梯度的估算方法,能更快地跟踪姿态信息的变化。由于MFAC响应时间较慢的缺点,本文提出将PID控制与MFAC结合应用于扑翼飞行器的姿态控制中。结合实际情况,选择MFAC-PID作为系统的姿态控制。最后,对于扑翼飞行器的自主控制仿真,选择PX4作为扑翼飞行器的飞控软件系统,并以地面站mission planner作为系统仿真平台,由于PX4软件系统不支持扑翼飞行器机型,故在PX4飞控软件系统下配置了扑翼飞行器这个机型,包括混控器的设计、参数适配与及ESO-GMMPC和MFAC-PID算法编写。将PX4飞控软件系统接入地面站进行第三章的期望轨迹和姿态自主巡航仿真,并与第三章位姿控制算法理论仿真结果进行对比,验证了ESO-GMMPC和MFAC-PID算法的可行性,能够很好的完成期望位姿的跟踪任务。

关键词：扑翼飞行器空气动力学位姿控制 mission planner

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基于物联网的无人船水质采样系统

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物联网技术 2022年第1期12卷 99-100,103页

作者：张泽宇魏义刘书磊郭李雯狄威河海大学江苏常州213022

我国拥有众多河流湖泊,在工业化发展迅速的背景下,水污染成为了不可忽视的问题。为了有效地保护水资源,定期对河流湖泊等水域进行水体参数监测和水质样本采样研究尤为重要。目前,国内外在无人船水环境监测领域取得一些成果,通过安装在... 详细信息

我国拥有众多河流湖泊,在工业化发展迅速的背景下,水污染成为了不可忽视的问题。为了有效地保护水资源,定期对河流湖泊等水域进行水体参数监测和水质样本采样研究尤为重要。目前,国内外在无人船水环境监测领域取得一些成果,通过安装在船体底部的检测装置周期性地收集传感数据,发送给地面基站。然而,针对某些水污染问题,需要在水域内采集多处样本进行专业研究。现有的无人船少有自动采水功能,且难以一次性采集多处水体样本。为此,本文设计研究了一种基于物联网的水体采样的无人船系统,可以实现多点水体样本采集,提高水体采样效率。

关键词：无人船水质采样物联网 Pixhawk 树莓派 mission planner

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基于Pixhawk的四旋翼无人机地面站系统设计与实现

基于Pixhawk的四旋翼无人机地面站系统设计与实现

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作者：张鹏中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

近年来,随着科学技术的发展,尤其是微电子科技和通讯技术的发展,为无人机技术的快速发展奠定了基础。随着开源的到来,越来越多的无人机爱好者加入到研发行列,无人机也以其自身的优势在各行各业中大显身手。对于测绘行业来说,无人机的发... 详细信息

近年来,随着科学技术的发展,尤其是微电子科技和通讯技术的发展,为无人机技术的快速发展奠定了基础。随着开源的到来,越来越多的无人机爱好者加入到研发行列,无人机也以其自身的优势在各行各业中大显身手。对于测绘行业来说,无人机的发展也带来了新的机遇和新的技术革新。传统的测绘手段已经不能满足现代测绘的需求,无人机以其低成本、方便快捷和高效率在测绘领域迅速崛起,成为航空摄影测量中的重要工具。与此同时,无人机地面站系统的研发也得到长足发展。传统地面站系统功能较为单一,难以满足复杂环境下测量工作的需求。现代地面站系统集数据传输、图形显示、航迹规划、数据存储和回放等功能于一体,配合无人机的使用,能满足各行各业的需求。本文基于Pixhawk飞控系统,在开源mission planner地面站的基础上对其部分功能进行设计实现。论文研究主要内容如下:1.对开源mission planner地面站的架构进行分析和理解,并在此基础上,结合测绘行业外业数据采集任务所需要的功能,对地面站进行整体设计。2.针对地面站系统的部分功能,主要包括导航电子地图加载、串口数据通讯、航点读写和航线规划、数据存储和回放等功能,进行优化和编程实现。3.对本研究完成的地面站系统进行功能测试。

关键词：无人机地面站系统 mission planner 设计与实现

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