基于FlightGear的四旋翼無(wú)人機(jī)三維可視仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、本文的研究目的是為四旋翼無(wú)人機(jī)控制算法的研究以及飛行器的試飛工作提供一個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在飛行器真正試飛之前，仿真系統(tǒng)可以做大量的測(cè)試研究，即在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對(duì)飛行器進(jìn)行飛行規(guī)律的研究，飛行性能的評(píng)估，以此掌握飛行器的控制方法，降低試飛的風(fēng)險(xiǎn)和成本。
　　 近幾年來(lái)，四旋翼無(wú)人機(jī)以其新穎的外形、卓越的性能以及獨(dú)特的飛行控制方式吸引了廣大科研人員，成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。本文以四旋翼無(wú)人機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ)，結(jié)合OpenGL三維動(dòng)態(tài)顯示

2、技術(shù)，利用FlightGear開(kāi)放平臺(tái)進(jìn)行了四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行可視仿真，構(gòu)建了一個(gè)全功能、全動(dòng)態(tài)的三維可視飛行仿真系統(tǒng)。
　　 本文首先介紹了四旋翼無(wú)人機(jī)以及三維可視仿真方面相關(guān)的研究背景和現(xiàn)狀，并對(duì)三維視景生成技術(shù)進(jìn)行了概述。其次，介紹了FlightGear飛行模擬軟件的組成、框架結(jié)構(gòu)和程序流程。使用AC3D軟件完成了四旋翼無(wú)人機(jī)三維可視模型的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了使用動(dòng)力學(xué)模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)各種模型進(jìn)行飛行仿真，包括飛行器模型的載入、定位

3、、數(shù)據(jù)處理以及FlightGear與數(shù)據(jù)模塊的通信過(guò)程。其中使用C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)的通信模塊，同時(shí)結(jié)合FlightGear的相關(guān)特性，完成了通信模塊與FlightGear的集成。本文使用VC++2005開(kāi)發(fā)了可視化的客戶端界面，并用CScope控件開(kāi)發(fā)了虛擬示波器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。最后，總結(jié)了系統(tǒng)實(shí)施所需要的軟硬件環(huán)境和實(shí)施過(guò)程，以及如何利用FlightGear完成飛行日志的記錄和視頻的回放。
　　 本文對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了具體實(shí)證