四旋翼無人機自主避障系統(tǒng)研究.pdf

1、四旋翼無人機已經(jīng)因其簡單的結(jié)構(gòu)和較強的機動能力成為國內(nèi)外無人機研究的熱點，在科研機構(gòu)等各個領域方面得到了廣泛的應用與關(guān)注。電力部門無人機巡線發(fā)展前景也比較大，一方面是由于無人機電力巡線成本低，另一方面無人機電力巡線效率非常高，無人機電力巡線面臨一個關(guān)鍵問題就是自主避障。本論文通過研究前人避障方案，綜合以往研究的優(yōu)缺點設計一套無人機自主避障系統(tǒng)。
　　首先通過四旋翼避障設計模塊分別介紹了四旋翼無人機飛行以及控制原理，分析了目前市面上

2、幾款主流開源飛控，并介紹了本課題選用的四旋翼無人開源APM飛控以及地面站（Mission-Planner）。然后對避障系統(tǒng)硬件進行了設計與選型，飛控制系統(tǒng)硬件采用Pixhawk飛控板，機載數(shù)據(jù)處理器采用單板機Odroid-Xu4，避障系統(tǒng)傳感器硬件是KS103超聲波傳感器及英特爾Real Sense視覺實感攝像頭，在完成整個硬件設計選型后對避障系統(tǒng)進行全部集成。
　　其次介紹四旋翼無人機傳感數(shù)據(jù)處理，對RealSense上的RGB

3、相機和紅外相機標定以及KS103超聲波傳感器數(shù)據(jù)獲取進行介紹，又進一步討論傳感器、飛控，地面站硬件間通信并進行相應的調(diào)試，闡述了障礙檢測過程以及檢測的調(diào)試與實驗。
　　再之，根據(jù)上面內(nèi)容敘述提出了避障系統(tǒng)控制策略生成，實現(xiàn)避障。在整個軟件設計方面，結(jié)合開源APM飛控編寫了避障程序，基于Ubuntu16.04平臺結(jié)合計算機C語言編寫傳感器與單板機、飛控三者之間的數(shù)據(jù)通信程序。通過SITL仿真模擬實驗以及實際飛行實驗，驗證整個避障系統(tǒng)