基于大氣偏振光的無人機組合導(dǎo)航算法研究.pdf

1、導(dǎo)航技術(shù)是無人機系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用環(huán)境的多元化，現(xiàn)有的導(dǎo)航技術(shù)逐漸顯現(xiàn)出自身的應(yīng)用缺陷，因此越來越多的學(xué)者將研究的重點轉(zhuǎn)移到仿生導(dǎo)航技術(shù)，現(xiàn)有研究成果表明仿生導(dǎo)航技術(shù)具有抗干擾能力強、隱蔽性高和安全穩(wěn)定的優(yōu)點。本文的研究內(nèi)容為仿生偏振光三維導(dǎo)航，以多傳感器信息融合算法和無人機實驗平臺搭建為研究內(nèi)容，提高偏振光組合導(dǎo)航算法的實用性和穩(wěn)定性。
　　首先介紹無人機導(dǎo)航的基礎(chǔ)概念以及慣性傳感器的理論測量模型和誤

2、差模型，并對姿態(tài)余弦矩陣更新法進行了詳細(xì)推導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，使用Matlab軟件搭建無人機導(dǎo)航仿真平臺，該平臺包括純仿真環(huán)境和實測數(shù)據(jù)仿真環(huán)境，仿真實驗結(jié)果與預(yù)期效果的一致性證明了該平臺的可靠性，為本課題的進一步研究提供基礎(chǔ)。
　　針對偏振光傳感器存在測量角度180°模糊性和偏振光傳感器尚無標(biāo)準(zhǔn)誤差模型的問題，提出了MIMU/偏振光互補濾波組合導(dǎo)航算法，該算法滿足無人機三維空間導(dǎo)航要求，能夠有效抑制無人機航向角的發(fā)散且計算量小，具有

3、較好的實用性。在此基礎(chǔ)上對偏振光傳感器測量值中環(huán)境干擾對姿態(tài)估計的影響進行了研究，提出一種動態(tài)調(diào)節(jié)互補參數(shù)的方法，仿真結(jié)果證明該方法能夠有效剔除偏振光傳感器異常測量值對全姿態(tài)角估計精度的影響。
　　除此之外，基于開源飛控項目Paparazzi UAV搭建固定翼無人機實驗平臺，通過修改配置文件以及調(diào)整控制參數(shù)完成無人機的自主飛行，并分析了該項目的軟件環(huán)境和外圍設(shè)備驅(qū)動方式，完成了偏振光傳感器的擴展工作。本文最后以傳感器實測數(shù)據(jù)驗證了