基于智能手機運動感知的小型無人飛行器姿態(tài)控制.pdf

1、小型無人飛行器（UAV）的發(fā)展，越來越多的受到世界的關(guān)注，各大科技巨頭都開始參與小型UAV的研究。小型UAV已經(jīng)在空中運輸、航拍、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。同時，智能手機也已經(jīng)在世界各地普及，并且得益于智能手機上集成的各種各樣的傳感器，能夠開發(fā)出無數(shù)的應(yīng)用程序。本文將這兩種技術(shù)結(jié)合在一起，實現(xiàn)基于智能手機運動感知的小型UAV姿態(tài)控制。
　　為了保證控制小型UAV的準(zhǔn)確度，需要保證智能手機自身的空間姿態(tài)估計準(zhǔn)確、可靠。由于智能手機

2、中的傳感器屬于低成本的微機電系統(tǒng)，測量誤差大，會造成較大的姿態(tài)估計誤差。因此本文首先對智能手機中的磁力計、加速度計、陀螺儀的校準(zhǔn)算法進行了研究，提出了一套不需要借助輔助工具的傳感器校準(zhǔn)策略。然后，本文通過將校準(zhǔn)后的磁力計、加速度計和陀螺儀的測量值進行數(shù)據(jù)融合，提出了基于最優(yōu)梯度下降法的姿態(tài)濾波器算法，能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定的估計出智能手機的空間姿態(tài)。最終，通過設(shè)計一套無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，將智能手機空間姿態(tài)作為控制量傳遞到小型UAV上，實現(xiàn)智能手機