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多旋翼无人机具有安全、速度快、成本低的特点,因此它在民用领域和军用领域上都有广泛的用途。但是现有无人机飞行控制系统表现出环境感知能力差,需要手动控制的缺点。本文针对现有的无人机飞行控制系统的不足进行设计,提出一种无人机自主控制系统。此自主控制系统包括飞行区域的控制方法和高级指令系统两部分。飞行区域的控制方法用于保证无人机远离禁飞区飞行。高级指令系统用于发送飞行区域控制指令来使无人机自主地在飞行控制区域外飞行。’为了实现和验证本文所提出的自主控制系统,本文搭建了四旋翼无人机的开发平台。本文所做的主要贡献如下:本文首先搭建了四旋翼无人机的开发平台,此开发平台包括硬件系统和软件开发平台两部分。其中硬件系统包括Pixhawk飞行控制器、Rapberry Pi 3微型pc、数字链路传输系统和图像采集传输系统。软件开发平台主要使用ArduPilot,在此平台上可以进行固件的编译、SITL测试、log分析和地面站的开发。因此在所搭建的开发平台上能够完成对无人机功能的自主开发和测试。然后为了解决无人机环境感知能力弱的问题,本文提出了的一种飞行区域的控制方法。此方法的运行流程是,首先将确定的飞行控制区写入到无人机的EEPROM中,然后在无人机的飞行过程中不断检测这些飞行控制区,使无人机在接近禁飞区时降低飞行速度并最终停止在禁飞区外。另外使用了 AprilTag二维码检测方法来确定飞行控制区的位置信息。最后对此方法进行了测试和分析,结果显示此方法能够保证无人机在规定的区域内飞行。最后为了解决无人机需要手动控制来完成复杂操作的问题,本文提出一种高级指令系统。高级指令系统可以将所创建的高级指令分解为多个基本指令并运行,可以减少指令的发送时间,降低数据的错误率。本文首先对基本指令进行了测试,然后创建了两条不同的高级指令,并将其分解为基础指令来测试所提出系统的可行性。