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《基于光流的六旋翼飛行器懸?？刂啤酚蓵?huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第36卷第10期東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vol.36,No.102015年10月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Oct.2015doi:10.3969/j.issn.1005-3026.2015.10.003基于光流的六旋翼飛行器懸?？刂剖诽憩|,王宏(東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院,遼寧沈陽110819)摘要:提出了一種應(yīng)用慣性光流實(shí)現(xiàn)六旋翼飛行器懸停的非線性控制器.為克服外界因素的影響,提出一種輔助懸?？刂葡到y(tǒng).首先由球面相機(jī)獲取目標(biāo)平面的圖像,并通過動(dòng)
2、態(tài)映射實(shí)現(xiàn)目標(biāo)點(diǎn)到相機(jī)鏡頭表面的映射；然后比對(duì)連續(xù)時(shí)刻的圖像獲取目標(biāo)點(diǎn)的平移光流；最后,使用分散平移光流作為控制器的反饋信息,實(shí)現(xiàn)飛行器的穩(wěn)定懸停.目標(biāo)平面為室內(nèi)多紋理的平坦地面,共完成10次測(cè)試.實(shí)際飛行測(cè)試表明,飛行器在水平與高度方向的懸停位置誤差為±5cm,驗(yàn)證了該非線性控制器與輔助懸?？刂葡到y(tǒng)的可行性.關(guān)鍵詞:六旋翼飛行器；慣性光流；非線性控制器；動(dòng)態(tài)映射；輔助懸?？刂葡到y(tǒng)中圖分類號(hào):V249.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1005-3026(2015)10-1378-06HoveringControlofHex
3、-RotorAircraftBasedonOpticalFlowSHITian-wei,WANGHong(SchoolofMechanicalEngineering&Automation,NortheasternUniversity,Shenyang110819,China.Correspondingauthor:WANGHong,professor,E-mail:hongwang@mail.neu.edu.cn)Abstract:Anonlinearcontrollerwasproposedtorealizethe
4、hoveringcontrolforthehex-rotoraircraftbyusingtheinertialopticalflow.Meantime,anauxiliaryhoveringcontrolsystemwaspresentedtoovercometheinfluenceofexternalfactors.Firstly,thesphericalcamerawasusedtogettheimageoftargetplane,andtheprojectionfromtargetpointtocameral
5、enswasrealizedbydynamicmapping.Thenthetranslationalopticalflowoftargetpointwasobtainedbycomparingthetwocontinuoustimeimages.Finally,thedivergenttranslationalopticalflowwasutilizedasthefeedbacktoimplementthestablehoveringcontrolforthehex-rotoraircraft.Theindoort
6、exturedfloorwasselectedasthetargetplane,andthisexperimentwastestedtentimestotally.Theactualflighttestsshowedthattheerrorsonhorizontalandverticaldirectionswerealllessthan±5cm,whichverifiedthefeasibilityoftheproposednonlinearcontrollerandauxiliaryhoveringcontrols
7、ystem.Keywords:hex-rotoraircraft；inertialopticalflow；nonlinearcontroller；dynamicmapping；auxiliaryhoveringcontrolsystem[1][9-12]早在2005年,加拿大學(xué)者Tayebi等就已跟蹤等.雖然光流技術(shù)被應(yīng)用于多旋翼飛行器[6]證明多旋翼飛行器可穩(wěn)定飛行,并給出動(dòng)力學(xué)模的懸停控制,但其存在位置估計(jì)精度低,應(yīng)用多相[12]型.由于受有效載荷的限制,嚴(yán)重制約其自主性.機(jī)導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理花費(fèi)過大等缺陷.[2]一種
8、可行的解決方法就是利用光流技術(shù).其適為解決上述問題,本文依據(jù)六旋翼飛行器動(dòng)應(yīng)性強(qiáng),可與慣性測(cè)量單元組合,提供相對(duì)位置等力學(xué)方程,設(shè)計(jì)了非線性懸?？刂破?將慣性導(dǎo)航信息.近年來,光流技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,國內(nèi)學(xué)者與下視球面相機(jī)結(jié)合,獲取飛行器的速度、高度等[3]應(yīng)用光流技術(shù)實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)跟蹤、運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢信息及目標(biāo)平面的平移光流特性,并將發(fā)散光流[4][
