發(fā)布時(shí)間：2021-06-22 04:15

　　隨著人類(lèi)對(duì)無(wú)人機(jī)和無(wú)人車(chē)技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā),人類(lèi)對(duì)無(wú)人機(jī)和無(wú)人車(chē)已經(jīng)不滿足于其在空中飛行或地面行駛的某單一功能。而且還出現(xiàn)無(wú)人機(jī)空中續(xù)航短,無(wú)人車(chē)地面運(yùn)動(dòng)受限,復(fù)雜場(chǎng)景運(yùn)動(dòng)困難等問(wèn)題。為此本文推出的陸空兩棲無(wú)人機(jī)來(lái)彌補(bǔ)這些不足,陸空兩棲無(wú)人機(jī)能夠通過(guò)切換空中飛行和地面行駛驅(qū)動(dòng),解決無(wú)人機(jī)和無(wú)人車(chē)在復(fù)雜環(huán)境下移動(dòng)困難等問(wèn)題。本文兩棲無(wú)人機(jī)系統(tǒng)所采用STM32F405RGT6高速處理芯片作為系統(tǒng)控制處理器,用于實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)地面行駛和空中飛行兩種模式的驅(qū)動(dòng)及其陸空模式的切換。系統(tǒng)使用多傳感器數(shù)據(jù)融合算法,在兩種不同模式中兼容使用。另外通過(guò)模式自主切換可以改善避障算法帶來(lái)的缺陷問(wèn)題。本文主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面:1、根據(jù)對(duì)無(wú)人機(jī)和無(wú)人車(chē)的運(yùn)動(dòng)控制原理的理論研究,建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。由于陸空兩棲無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)模型較復(fù)雜,需要分為空中和地面兩部分來(lái)建模分析。2、通過(guò)系統(tǒng)硬件的選型分析比較,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)主控電路,并實(shí)現(xiàn)主控板PCB板的制作與測(cè)試,然后設(shè)計(jì)了陸空兩棲無(wú)人機(jī)的總體控制流程。3、本文使用的多傳感器數(shù)據(jù)融合算法能夠兼容在陸空兩種不同模式下的使用。在模式切換后,數(shù)據(jù)能夠自適應(yīng)于不同模式下控制器的反饋。同... 

【文章來(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１國(guó)外陸空兩棲平臺(tái)??

?第１章緒論???１．２．２國(guó)內(nèi)陸空兩棲系統(tǒng)的研究??（１）裝甲兵工程學(xué)院的輕型陸空汽車(chē)??裝甲兵工程學(xué)院提出一種輕型陸空汽車(chē)的概念設(shè)計(jì)。如圖１．２－（１）所示。該??陸空兩用車(chē)輛采用縱向前、后布置的兩組涵道風(fēng)扇產(chǎn)生升力及推力［８１。每組涵道??風(fēng)扇有一對(duì)四葉共軸反旋螺旋槳葉，涵道外環(huán)橫掛在車(chē)架上，涵道內(nèi)罩又以二??縱向軸懸掛在涵道外環(huán)上，內(nèi)置一個(gè)差速器裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)反旋共軸槳葉，因??此涵道風(fēng)扇形成一個(gè)陀螺，可自由地繞一對(duì)相互垂直的軸而旋轉(zhuǎn)ｍ。因此該設(shè)計(jì)??在空中飛行過(guò)程中，車(chē)體無(wú)論向哪邊傾斜，涵道風(fēng)扇與地面的都保持垂直，具??有好的飛行穩(wěn)定性。??（１）裝甲兵工程學(xué)院的輕型陸空汽車(chē)?（２）深圳哈威科技的飛行摩托??圖１．２國(guó)內(nèi)陸空兩棲平臺(tái)??（２）深圳哈威科技的飛行摩托??２０１７年深圳哈威科技團(tuán)隊(duì)推出了一款兩棲微型個(gè)人飛行器ＨＯＶＥＲＳＴＡＲ??Ｈｌ１５］，如圖１．２－（２）所示。該飛行器裝有３輪底盤(pán)，飛行翼展可折疊伸展，使用??電力驅(qū)動(dòng)，能很好的解決城市的交通擁堵問(wèn)題［５］。該飛行器有效載重７５ｋｇ，是??一款真正能實(shí)現(xiàn)載人的陸空兩棲微型飛行器。由于受限于電池續(xù)航能力的限制，??飛行時(shí)長(zhǎng)較短。倘若電池續(xù)航能夠得到有效突破，該飛行器將成為未來(lái)新型交??通工具的亮點(diǎn)。??隨著陸空兩棲系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展，在近幾年國(guó)內(nèi)也有多所高校展開(kāi)了微??小型兩棲平臺(tái)的相關(guān)課題研宄。比如北京理工大學(xué)、吉林大學(xué)、長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)??等。如圖１．３－（１）展示的是長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)所采用的仿生輪式腿結(jié)構(gòu)，仿生輪式腿??和普通輪子結(jié)合并相互轉(zhuǎn)換的方式來(lái)完成快速前進(jìn)和高效越障［８］。如圖１．３－（２）??所示的是北京理工大學(xué)采用十字交

?第１章緒論???輪轉(zhuǎn)動(dòng)，采用差速控制轉(zhuǎn)向的方法執(zhí)行地面運(yùn)動(dòng)；兩對(duì)呈十字分布旋翼設(shè)計(jì)，??俯仰和滾轉(zhuǎn)均由一對(duì)旋翼來(lái)控制飛行姿態(tài)執(zhí)行飛行任務(wù)，該兩個(gè)通道相互獨(dú)立??控制［３］。??＿ｇ！??（１）長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)?（２）北京理工大學(xué)??圖１．３國(guó)內(nèi)高校陸空兩棲機(jī)器人??１．２．３相關(guān)設(shè)計(jì)方案??根據(jù)目前陸空兩棲平臺(tái)的研究現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)內(nèi)外各種兩棲平臺(tái)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)??行分析，如表１．１分析所示。??表Ｕ國(guó)內(nèi)高校對(duì)陸空兩棲系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)方案研宂分析??文獻(xiàn)?研究高校?機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?運(yùn)動(dòng)方式?控制算法??十字型｜ＪＬ｜旋與?＞）?旋翼和輪式?ＰＩＤ控制算法??丨．’］北泄丨．．Ｉ．人）?叫乍輪交叉排布?兩種驅(qū)動(dòng)推進(jìn)?Ｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇ算法??Ｘ型四旋翼與?丨城翼＇仿丄腿彳丁走??行星輪系結(jié)構(gòu)???三種驅(qū)動(dòng)方式???１Ｔ赫虹鮮ｘ麵旋翼與￣￣￣只有旋翼驅(qū)自???雙輪行走結(jié)構(gòu)?和ＰＩＤ控制???四軸八勵(lì)旋翼和履帶驅(qū)動(dòng)兩卩丨丨順丨艦和反???履帶車(chē)結(jié)構(gòu)?種方式?步法控制率???＾７？？辟ｘ翻旋翼哪旋翼和機(jī)械腿繼描述????｜足二：內(nèi)山度腿結(jié)構(gòu)?兩種馳動(dòng)方式????５??

【參考文獻(xiàn)】：
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