本文關(guān)鍵詞：農(nóng)用航拍無人機(jī)地面站軌跡規(guī)劃算法的研究

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【摘要】：21世紀(jì),是一個信息科技時代,一個自動化的時代。因此人們對自動化的需求越來越高,無人機(jī)無疑是一個新的研究關(guān)注焦點(diǎn)。而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,關(guān)于無人機(jī)軌跡規(guī)劃算法的研究卻相對較少。隨著GIS與GPS技術(shù)的普及和傳感技術(shù)的發(fā)展,具有自主作業(yè)功能的農(nóng)用無人機(jī)系統(tǒng)勢必成為發(fā)展趨勢,對于農(nóng)用無人機(jī)地面站軌跡規(guī)劃算法的研究也就顯得尤為必要。無人機(jī)按照不同的劃分方法可以分成不同的類別,不同種類的無人機(jī)都需要有與其相匹配的地面站和軌跡規(guī)劃算法。首先,本文介紹本課題的研究背景和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,分析常用軌跡規(guī)劃算法。對無人機(jī)地面站與無人機(jī)和飛控系統(tǒng)之間的關(guān)系,以及影響無人機(jī)地面站軌跡規(guī)劃算法的相關(guān)硬件進(jìn)行分析。明確本課題軌跡規(guī)劃算法要求,確定起飛與降落和航拍軌跡規(guī)劃算法,對起飛與降落算法的6種函數(shù)進(jìn)行MATLAB仿真,結(jié)果表明該算法滿足規(guī)劃最短路徑的要求。然后,本文設(shè)計的農(nóng)用航拍無人機(jī)地面站軌跡規(guī)劃軟件,是在Microsoft Visual Studio2010環(huán)境下基于C#語言開發(fā)完成,采用Access2003數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和讀取,借助于谷歌地圖API函數(shù),基于C#語言實(shí)現(xiàn)地圖操作。運(yùn)用基于Dubins曲線的起飛與降落軌跡規(guī)劃算法和基于數(shù)學(xué)歸納法的航拍軌跡規(guī)劃算法,在地面站上實(shí)現(xiàn)電子地圖應(yīng)用、任務(wù)設(shè)置、系統(tǒng)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示功能模塊。最后經(jīng)“天行者”1680若干架次的試飛航拍,通過飛行軌跡圖以及部分航拍圖片,驗證本研究算法具有較高的可行性與穩(wěn)定性,達(dá)到了本課題的預(yù)期效果,并滿足“863微小型無人機(jī)遙感信息獲取與作物養(yǎng)分管理技術(shù)”課題對無人機(jī)地面站軌跡規(guī)劃系統(tǒng)的要求。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī)地面站 軌跡規(guī)劃算法 Dubins曲線算法 試飛
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S25;V279
【目錄】：

• 摘要8-9
• 英文摘要9-11
• 1 引言11-19
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.1.1 課題研究背景11
• 1.1.2 目的意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外軌跡規(guī)劃算法的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 國內(nèi)外無人機(jī)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)外無人機(jī)地面站研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 國內(nèi)外軌跡規(guī)劃算法研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 2 系統(tǒng)分析19-26
• 2.1 無人機(jī)系統(tǒng)19-20
• 2.2 飛控系統(tǒng)20-21
• 2.3 軌跡規(guī)劃系統(tǒng)21
• 2.4 相關(guān)硬件21-24
• 2.4.1 單片機(jī)21-22
• 2.4.2 傳感器22-23
• 2.4.3 航拍相機(jī)23-24
• 2.5 通信協(xié)議24-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 3 軌跡規(guī)劃算法設(shè)計26-42
• 3.1 軌跡規(guī)劃算法的要求26
• 3.2 起降軌跡規(guī)劃算法26-33
• 3.2.1 Dubins曲線算法26-30
• 3.2.2 MATLAB仿真30-33
• 3.3 航拍軌跡規(guī)劃算法33-41
• 3.3.1 成像參數(shù)33-35
• 3.3.2 算法設(shè)計35-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 無人機(jī)地面站軌跡規(guī)劃軟件的實(shí)現(xiàn)42-50
• 4.1 地面站系統(tǒng)構(gòu)架42-43
• 4.2 地面站軌跡規(guī)劃軟件設(shè)計43-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 5 無人機(jī)試飛50-56
• 5.1 試飛數(shù)據(jù)與分析50-55
• 5.2 本章小結(jié)55-56
• 6 結(jié)論與展望56-57
• 6.1 結(jié)論56
• 6.2 展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 附錄60-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62

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本文編號：990850