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1、對(duì)于已知環(huán)境中無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航問(wèn)題研究已比較成熟,實(shí)現(xiàn)未知環(huán)境下無(wú)人機(jī)的自主導(dǎo)航是目前的研究熱點(diǎn)。SLAM方法是針對(duì)未知環(huán)境下無(wú)人機(jī)定位的一種解決方案,在實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自主飛行中具有重要意義。由于四旋翼無(wú)人機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、成本低、可操作性好和可定點(diǎn)懸停等優(yōu)勢(shì),本文以四旋翼無(wú)人機(jī)為研究對(duì)象,開展未知環(huán)境下無(wú)人機(jī)自主導(dǎo)航的SLAM方法研究。
首先,本文選取按“X”型模式飛行的四旋翼無(wú)人機(jī)作為研究對(duì)象,對(duì)其飛行原理進(jìn)行分析,在合理的假
2、設(shè)和簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上,采用牛頓-歐拉法建立了四旋翼無(wú)人機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型。
其次,對(duì)SLAM問(wèn)題進(jìn)行描述?;谒男頍o(wú)人機(jī)的飛行原理,建立其運(yùn)動(dòng)模型。分別對(duì)EKF-SLAM和FastSLAM方法的原理進(jìn)行分析,并針對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)模型實(shí)現(xiàn)算法流程。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析,得出FastSLAM方法與EKF-SLAM方法相比在性能上的優(yōu)越性。
再次,對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤算法進(jìn)行了分析,構(gòu)建由單架主四旋翼無(wú)人機(jī)和多架輔助四旋翼無(wú)
3、人機(jī)組成的無(wú)人機(jī)集群,利用四旋翼無(wú)人機(jī)可定點(diǎn)懸停的優(yōu)勢(shì),分別針對(duì)有無(wú)地標(biāo)的未知環(huán)境進(jìn)行基于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的多架無(wú)人機(jī)SLAM方法研究。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)表明,在有環(huán)境地標(biāo)的情況下,多架無(wú)人機(jī)SLAM方法與僅采用單架相比具有較好的優(yōu)化效果;在無(wú)環(huán)境地標(biāo)的情況下,主無(wú)人機(jī)利用輔助無(wú)人機(jī)作為動(dòng)態(tài)地標(biāo)執(zhí)行SLAM,與慣導(dǎo)方法相比能夠顯著提高無(wú)人機(jī)的定位精度。
最后,采用基于MeanShift的跟蹤算法進(jìn)行了對(duì)運(yùn)動(dòng)四旋翼無(wú)人機(jī)目標(biāo)的檢測(cè)和跟蹤實(shí)
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