無人機(jī)地面站與航跡規(guī)劃的研究.pdf

1、近年來,無人機(jī)的研究和應(yīng)用成為一個熱點(diǎn)。無人機(jī)具有自動起飛、駕駛、導(dǎo)航與定位,以及信息采集與傳送等多項功能,尤其適合代替人在危險、惡劣和極限的環(huán)境下完成特定的工作和任務(wù)。因此無人機(jī)在軍事、航空航天、測繪以及商業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
　　無人機(jī)地面站是無人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分,承擔(dān)著與無人機(jī)的實(shí)時通信、數(shù)據(jù)存儲與分析、地圖定位,以及任務(wù)規(guī)劃和管理等多種功能,為無人機(jī)成功完成飛行任務(wù)提供了保證。
　　本文的研究內(nèi)容包括無人機(jī)地

2、面站軟件的設(shè)計,以及基于勢能函數(shù)的航跡規(guī)劃算法的研究。本論文完成的主要工作包括:
　　(1)無人機(jī)地面站軟件的設(shè)計。本文開發(fā)了一款無人機(jī)地面站軟件,主要實(shí)現(xiàn)了以下幾個方面的功能。第一,地面站與無人機(jī)的實(shí)時通訊,包括對無人機(jī)飛行信息的接收,以及向無人機(jī)發(fā)送控制命令等;第二,地面站數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計,本文基于MYSQL數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)了對無人機(jī)飛行信息的存儲、規(guī)劃航跡信息的存儲與修改,以及通過查詢功能實(shí)現(xiàn)的無人機(jī)航跡回放等功能;第三,利用M

3、apX電子地圖,實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的定位以及導(dǎo)航等功能;最后通過實(shí)驗聯(lián)調(diào),驗證了無人機(jī)地面站軟件的穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了各個模塊的功能。
　　(2)基于勢能函數(shù)的航跡規(guī)劃算法的設(shè)計。為使無人機(jī)系統(tǒng)提高自主控制和執(zhí)行任務(wù)能力,實(shí)現(xiàn)無人機(jī)地面站的航跡規(guī)劃功能是一個關(guān)鍵問題。本文基于勢能函數(shù)的設(shè)計方法,設(shè)計了一種無人機(jī)航跡規(guī)劃算法。該算法是在已知的環(huán)境中,根據(jù)無人機(jī)距離目標(biāo)點(diǎn)以及障礙物的距離,構(gòu)建能量分布場,并通過設(shè)計時變控制增益的規(guī)劃算法,使得無