可執(zhí)行輕量級任務(wù)的六旋翼飛行平臺研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，六旋翼飛行器因?yàn)榫哂心軌虼钶d多種類型的傳感器、傳輸實(shí)時影像和探測高危地區(qū)等優(yōu)點(diǎn)而受到了軍事、商用和民用三方面的重視。六旋翼飛行平臺是指搭建好的基準(zhǔn)的六旋翼飛行器，在這個飛行平臺上可以進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)和算法研究。本文基于該飛行平臺進(jìn)行了航跡規(guī)劃算法的研究，航跡規(guī)劃算法能夠針對不同的障礙物或威脅給旋翼飛行器智能規(guī)劃出安全可行的航跡，對該平臺在導(dǎo)航的自主性和智能性方面有非常重大的意義。在航跡規(guī)劃算法中，航跡性能的評價非常重要，它主要與航跡

2、的距離，飛行的高度和威脅指數(shù)有關(guān)。目前對航跡規(guī)劃的主流算法是基于仿生學(xué)的航跡規(guī)劃，但這些算法一般都存在耗時較長的問題。
　　本文首先介紹了六旋翼飛行平臺的飛行原理，其次介紹了硬件設(shè)計中的主控部分和導(dǎo)航部分，再次介紹了軟件設(shè)計中的姿態(tài)檢測算法，飛行控制算法和自主導(dǎo)航算法，最后基于該飛行平臺在航跡規(guī)劃算法方面進(jìn)行了深入研究。在航跡規(guī)劃算法方面，使用矩形區(qū)域的草坪作為航跡規(guī)劃的指定區(qū)域，區(qū)域中的樹林作為障礙，飛行器穿過樹林到達(dá)空曠草坪作

3、為航跡規(guī)劃的目標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以得知，使用連續(xù)域的遺傳算法進(jìn)行航跡規(guī)劃在20次種群進(jìn)化過后最短的航跡距離在150m-160m之間，算法平均耗時為15.8s；使用改進(jìn)的Voronoi算法進(jìn)行航跡規(guī)劃的航跡距離為152.8753m，算法所耗時間為0.6s。本文針對改進(jìn)Voronoi算法規(guī)劃出來航跡唯一、遺傳算法用于航跡規(guī)劃耗時過長的缺點(diǎn)，研究了基于改進(jìn)Voronoi圖的遺傳算法，該算法以改進(jìn)Voronoi算法生成的航跡作為遺傳算法的進(jìn)化方向，讓