四旋翼飛行器定高飛行改進仿生聲納SLAM算法研究
發(fā)布時間：2021-08-25 14:18
定高模式下的四旋翼飛行器SLAM技術廣泛的應用于各個方面,可以實現(xiàn)在固定高度下對農(nóng)作物進行灌溉;可以模仿蝙蝠在洞穴中躲避空中鐘乳石的原理,實現(xiàn)在室內或室外躲避空中障礙物;可以實現(xiàn)建筑物特定高度外圍輪廓的二維經(jīng)歷圖構建等。針對基于SLAM技術四旋翼飛行器在特定高度下的構建二維經(jīng)歷圖優(yōu)化問題,采用仿生聲納SLAM（Bat SLAM）模型和音頻感知哈希閉環(huán)檢測,實現(xiàn)二維經(jīng)歷圖構建和優(yōu)化。首先,搭建仿生聲納系統(tǒng)與四旋翼飛行器硬件平臺,設計了四旋翼飛行器電路原理圖和PCB,以及硬件實物的制作;其次,使用牛頓-歐拉定理建立了四旋翼飛行器控制系統(tǒng)的數(shù)學模型,采用PID控制算法設計了四旋翼飛行器姿態(tài)回路控制器、位置回路控制器和高度回路控制器,并通過Matlab仿真實驗驗證了三種控制器的可行性。最后,針對Bat SLAM模型通過絕對差值和圖像處理方法來進行仿生聲納模板的更新,此方法僅僅判斷二幅耳蝸圖外觀是否一致,不存在幾何處理和特征提取;同時,由于耳蝸圖在獲取和傳輸過程中會產(chǎn)生各類噪音,相同位置獲得的耳蝸圖具有一定的差異,會導致構建的經(jīng)歷圖的失真。在Bat SLAM的基礎上,采用音頻感知哈希算法對耳蝸圖...
【文章來源】：安徽工程大學安徽省
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
四旋翼飛行器定高灌溉農(nóng)作物
同步定位與地圖構建(Simultaneous Location and Mapping，SLAM)就是運體利用自身攜帶的傳感器獲得周圍環(huán)境的地圖，同時確定自己在地圖中的。定高模式下的四旋翼飛行器 SLAM 技術在軍事領域和民用領域得到了廣應用。農(nóng)業(yè)植保四旋翼飛行器在工作過程中要保證四旋翼飛行器與農(nóng)作物保定的高度，定高模式下的四旋翼飛行器 SLAM 技術可以實現(xiàn)四旋翼飛行器導航并在固定高度下對農(nóng)作物進行灌溉（圖 1-1 四旋翼飛行器定高灌溉農(nóng)）；使用定高模式下的四旋翼飛行器 SLAM 技術可以模仿蝙蝠在洞穴中躲避鐘乳石的原理，實現(xiàn)在室內或室外躲避空中障礙物（圖 1-2 四旋翼飛行LAM 技術避障）；利用定高模式下的四旋翼飛行器 SLAM 技術可以實現(xiàn)建筑定高度外圍輪廓的的二維經(jīng)歷圖構建。針對基于 SLAM 技術四旋翼飛行器定高度下的構建二維經(jīng)歷圖優(yōu)化問題，在 RatSLAM 的基礎上，采用仿生聲統(tǒng)代替視覺傳感器的 BatSLAM 模型和音頻感知哈希閉環(huán)檢測，實現(xiàn)二維經(jīng)優(yōu)化。
圖 1-3 四旋翼飛行器1]（圖 1-3 四旋翼飛行器）是 1n topus)，隨著時間的發(fā)展，四旋的四旋翼飛行器 AR.Drone[2]問攝的照片發(fā)送到手機。2012 年講。2013 年，國內的大疆公司器新品 phantom 3），“Phantom”飛行。在學術領域，國內眾多的大的進行著四旋翼飛行器的研究生創(chuàng)辦的，源代碼共享，為人們對�，F(xiàn)在飛控板廣泛的使用 STM3設豐富的優(yōu)點。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FastSLAM算法的無人機著陸方法[J]. 張燁林,王養(yǎng)柱,韓震. 電光與控制. 2017(09)
[2]變載荷下六旋翼無人機高度控制[J]. 龍文,陳洋,吳懷宇,程磊,陳鵬震,王正熙. 傳感技術學報. 2017(07)
[3]雙激勵全波長壓電陶瓷超聲換能器工作特性分析[J]. 梁召峰,莫喜平,周光平. 聲學學報. 2017(04)
[4]四旋翼飛行器的自抗擾控制方法研究[J]. 戴啟浩,馬國梁. 計算技術與自動化. 2017(02)
[5]雙聲納探頭差動掃描的掛舷式船舶吃水測量方法[J]. 吳俊,舒岳階,周遠航. 傳感器與微系統(tǒng). 2017(06)
[6]微型無人機視覺定位與環(huán)境建模研究[J]. 呂科,施澤南,李一鵬. 電子科技大學學報. 2017(03)
[7]單目SLAM直線匹配增強平面發(fā)現(xiàn)方法[J]. 蒙山,唐文名. 北京航空航天大學學報. 2017(04)
[8]基于粒子濾波的SLAM算法并行優(yōu)化與實現(xiàn)[J]. 朱福利,曾碧,曹軍. 廣東工業(yè)大學學報. 2017(02)
[9]電容式微機械超聲換能器的收發(fā)一體電路實現(xiàn)[J]. 趙蕾,張文棟,何常德,張國軍. 儀表技術與傳感器. 2017(02)
[10]超磁致伸縮換能器預應力優(yōu)化設計方法研究[J]. 蔡萬寵,馮平法,郁鼎文. 振動.測試與診斷. 2017(01)
碩士論文
[1]機器人彩色三維地圖創(chuàng)建關鍵技術研究[D]. 張源.湖南大學 2014
[2]四旋翼無人飛行器設計與實驗研究[D]. 劉偉.哈爾濱工程大學 2011
本文編號：3362277
【文章來源】：安徽工程大學安徽省
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
四旋翼飛行器定高灌溉農(nóng)作物
同步定位與地圖構建(Simultaneous Location and Mapping，SLAM)就是運體利用自身攜帶的傳感器獲得周圍環(huán)境的地圖，同時確定自己在地圖中的。定高模式下的四旋翼飛行器 SLAM 技術在軍事領域和民用領域得到了廣應用。農(nóng)業(yè)植保四旋翼飛行器在工作過程中要保證四旋翼飛行器與農(nóng)作物保定的高度，定高模式下的四旋翼飛行器 SLAM 技術可以實現(xiàn)四旋翼飛行器導航并在固定高度下對農(nóng)作物進行灌溉（圖 1-1 四旋翼飛行器定高灌溉農(nóng)）；使用定高模式下的四旋翼飛行器 SLAM 技術可以模仿蝙蝠在洞穴中躲避鐘乳石的原理，實現(xiàn)在室內或室外躲避空中障礙物（圖 1-2 四旋翼飛行LAM 技術避障）；利用定高模式下的四旋翼飛行器 SLAM 技術可以實現(xiàn)建筑定高度外圍輪廓的的二維經(jīng)歷圖構建。針對基于 SLAM 技術四旋翼飛行器定高度下的構建二維經(jīng)歷圖優(yōu)化問題，在 RatSLAM 的基礎上，采用仿生聲統(tǒng)代替視覺傳感器的 BatSLAM 模型和音頻感知哈希閉環(huán)檢測，實現(xiàn)二維經(jīng)優(yōu)化。
圖 1-3 四旋翼飛行器1]（圖 1-3 四旋翼飛行器）是 1n topus)，隨著時間的發(fā)展，四旋的四旋翼飛行器 AR.Drone[2]問攝的照片發(fā)送到手機。2012 年講。2013 年，國內的大疆公司器新品 phantom 3），“Phantom”飛行。在學術領域，國內眾多的大的進行著四旋翼飛行器的研究生創(chuàng)辦的，源代碼共享，為人們對�，F(xiàn)在飛控板廣泛的使用 STM3設豐富的優(yōu)點。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FastSLAM算法的無人機著陸方法[J]. 張燁林,王養(yǎng)柱,韓震. 電光與控制. 2017(09)
[2]變載荷下六旋翼無人機高度控制[J]. 龍文,陳洋,吳懷宇,程磊,陳鵬震,王正熙. 傳感技術學報. 2017(07)
[3]雙激勵全波長壓電陶瓷超聲換能器工作特性分析[J]. 梁召峰,莫喜平,周光平. 聲學學報. 2017(04)
[4]四旋翼飛行器的自抗擾控制方法研究[J]. 戴啟浩,馬國梁. 計算技術與自動化. 2017(02)
[5]雙聲納探頭差動掃描的掛舷式船舶吃水測量方法[J]. 吳俊,舒岳階,周遠航. 傳感器與微系統(tǒng). 2017(06)
[6]微型無人機視覺定位與環(huán)境建模研究[J]. 呂科,施澤南,李一鵬. 電子科技大學學報. 2017(03)
[7]單目SLAM直線匹配增強平面發(fā)現(xiàn)方法[J]. 蒙山,唐文名. 北京航空航天大學學報. 2017(04)
[8]基于粒子濾波的SLAM算法并行優(yōu)化與實現(xiàn)[J]. 朱福利,曾碧,曹軍. 廣東工業(yè)大學學報. 2017(02)
[9]電容式微機械超聲換能器的收發(fā)一體電路實現(xiàn)[J]. 趙蕾,張文棟,何常德,張國軍. 儀表技術與傳感器. 2017(02)
[10]超磁致伸縮換能器預應力優(yōu)化設計方法研究[J]. 蔡萬寵,馮平法,郁鼎文. 振動.測試與診斷. 2017(01)
碩士論文
[1]機器人彩色三維地圖創(chuàng)建關鍵技術研究[D]. 張源.湖南大學 2014
[2]四旋翼無人飛行器設計與實驗研究[D]. 劉偉.哈爾濱工程大學 2011
本文編號：3362277
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