無人機地面站與航跡規(guī)劃的研究.pdf

1、近年來,無人機的研究和應用成為一個熱點。無人機具有自動起飛、駕駛、導航與定位,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。因此無人機在軍事、航空航天、測繪以及商業(yè)等領域有著廣泛的應用。
　　無人機地面站是無人機系統(tǒng)的重要組成部分,承擔著與無人機的實時通信、數(shù)據(jù)存儲與分析、地圖定位,以及任務規(guī)劃和管理等多種功能,為無人機成功完成飛行任務提供了保證。
　　本文的研究內(nèi)容包括無人機地

2、面站軟件的設計,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)無人機地面站軟件的設計。本文開發(fā)了一款無人機地面站軟件,主要實現(xiàn)了以下幾個方面的功能。第一,地面站與無人機的實時通訊,包括對無人機飛行信息的接收,以及向無人機發(fā)送控制命令等;第二,地面站數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計,本文基于MYSQL數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了對無人機飛行信息的存儲、規(guī)劃航跡信息的存儲與修改,以及通過查詢功能實現(xiàn)的無人機航跡回放等功能;第三,利用M

3、apX電子地圖,實現(xiàn)對無人機的定位以及導航等功能;最后通過實驗聯(lián)調,驗證了無人機地面站軟件的穩(wěn)定運行,實現(xiàn)了各個模塊的功能。
　　(2)基于勢能函數(shù)的航跡規(guī)劃算法的設計。為使無人機系統(tǒng)提高自主控制和執(zhí)行任務能力,實現(xiàn)無人機地面站的航跡規(guī)劃功能是一個關鍵問題。本文基于勢能函數(shù)的設計方法,設計了一種無人機航跡規(guī)劃算法。該算法是在已知的環(huán)境中,根據(jù)無人機距離目標點以及障礙物的距離,構建能量分布場,并通過設計時變控制增益的規(guī)劃算法,使得無