无人机协同控制系统的设计与开发

发布时间：2019-11-14 22:18

【摘要】：随着我国对"一带一路"政策的大力弘扬,对资源的有效开发和利用也是越来越受到关注,无人机作为一种高效和低成本的工具去执行一些高空监管和危险的任务就会变得更加的适宜。因此根据单机节点的特点提出了多机协同控制的方法,根据国内外的目前已有成果的优缺点来论证了本次开发的可行性和有效性,在这个框架下对多机的联网部分深入了开发,使之能够达到协同控制作业的任务要求,在文中对无人机主要的技术作了详细的介绍。对无人机的结构深入探究,构造了机体的位移控制模式,并对当前模式的位移状态进行了析解和构造,根据单机在6个空间方位上的位移动作建立了位移方程,并根据相应的影响因子解算出机体后续的轨迹,同时对无人机的4个螺旋桨做了力学解析,分析了单机在正常模式下悬停的必要因素,使得无人机的定点巡航成为了现实。在上述的结果上对整个机体进行了状态建模,让抽象的构造变成了实际可计算的数据,为无人机的精准控制和避障提供了保障。根据无人机的原理和任务要求,对机体的位移控制部件进行了设计,分别利用机体上的各种传感器数据对机体的位置和稳定度进行了数据解算,得出了机体的稳定依据,其中机体的稳定部件的作用是为机体的底层稳定运动提供保障,位置控制部件的作用是为机体的自主飞行和多任务协同工作提供了保障,在此基础上对机体的协作机制进行了设计和叙述,让机体的协同工作模式成为了现实。经过上述的计算和规划,继续为无人机制作硬件和软件平台,编写了上层的任务控制部分和下层的飞行稳定部分,上层部分的功能是指挥无人机执行指定的任务,下层稳定部分的功能是根据上层的指令去执行指定的任务。经过测试本系统能够满足多机协同的任务要求。
【图文】：

地理坐标系,方位,机体

Ｆｉｇ．４邋ＵＡＶ邋ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑１）大地方位系：方位系0ｅ取为无人机的质点，朝向Ｎｏｒｔｈ，匕朝向Ｅａｓｔ，逡逑乙朝向地心。大地方位系中的位置数据可以唯一的确定机体当前所处的位逡逑置信息，这就是常用的Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ和Ｌａｔｉｔｕｄｅ。逡逑）逦Ｂｏｄｙ方位系：０点取为机体上的质点，Ｘ朝向机体的前向，Ｙ朝向机体的逡逑右侧，与Ｘ相交成９０＇度夹角，Ｚ朝向正下方，与平台相交成９０度夹角。逡逑９逡逑

无人机,坐标系,方位,机体

【引证文献】