電力巡檢多旋翼無(wú)人機(jī)避障技術(shù)研究.pdf

1、作為國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)研究的熱點(diǎn)，多旋翼無(wú)人機(jī)已經(jīng)因其極簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)和超強(qiáng)的機(jī)動(dòng)能力，在軍、民兩面均得到了廣泛的應(yīng)用。得到了各大科研機(jī)構(gòu)學(xué)者的廣泛關(guān)注。
　　近年來，多旋翼無(wú)人直升機(jī)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于電力巡檢，無(wú)人機(jī)電力巡檢大大提高巡檢效率。同時(shí)由于無(wú)人機(jī)電力巡檢復(fù)雜的使用環(huán)境及視角差原因，操控手往往很難準(zhǔn)確計(jì)算無(wú)人機(jī)與鐵塔的相對(duì)位置，當(dāng)無(wú)人機(jī)靠近鐵塔時(shí)，飛控系統(tǒng)不能糾正操控手錯(cuò)誤的操控命令，這在一定程度上會(huì)導(dǎo)致碰撞事故的發(fā)生。
　　為解

2、決這些問題，本文從目前電力巡檢無(wú)人機(jī)現(xiàn)狀出發(fā)，開展基于電力巡檢多旋翼的避障技術(shù)研究。主要研究?jī)?nèi)容有如下幾點(diǎn)：
　　首先，分析電力巡檢無(wú)人機(jī)飛行過程中主要的兩大過程。并設(shè)計(jì)了快速隨機(jī)擴(kuò)展樹算法完成了在二維及三維任務(wù)空間的避障航跡規(guī)劃。并設(shè)計(jì)航跡修剪及貝賽爾曲線對(duì)求得的避障航跡進(jìn)行修剪和平滑處理。
　　其次，分析四旋翼無(wú)人機(jī)數(shù)學(xué)模型和控制算法，并在四旋翼飛行數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立輔助避障控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。并在該數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上引

3、入 PID控制器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)避障控制系統(tǒng)中油門、俯仰、橫滾三個(gè)通道的控制效果仿真。
　　再次，設(shè)計(jì)了一臺(tái)軸距為90cm的四旋翼飛行測(cè)試平臺(tái)，并確定了360度激光掃描的環(huán)境檢測(cè)方案。在此基礎(chǔ)上以STM32為平臺(tái)完成了輔助避障控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與制作，并完成了輔助避障控制算法的實(shí)現(xiàn)。
　　最后，為驗(yàn)證控制算法的可靠性及控制系統(tǒng)的有效性。對(duì)輔助避障系統(tǒng)的檢測(cè)性能、遙控指令的捕獲與輸出效果、無(wú)人機(jī)飛行性能進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。
　　結(jié)果