多旋翼无人机的姿态与导航信息融合算法研究
多旋翼无人机已被广泛应用于军事与民用领域。导航系统是多旋翼无人机的重要组成部分,是其实现安全与稳定飞行的基础。
采用INS/GPS组合导航系统可实现高精度导航,该组合导航系统具有优势互补、导航机构冗余的特点,其实质是一个多传感器导航信息优化处理系统。无人机的主要导航参数就是依靠多传感器信息融合获得的,因此信息融合技术是组合导航系统的关键技术,目前已成为国内外学者研究的热点问题。
本文以课题组自行研制的全新结构多旋翼小型无人机为研究平台,展开对机载多传感器组合导航系统信息融合这一关键技术的研究。论文包括以下几个方面:(1)研究了多旋翼无人机各机载传感器的测量应用特性,重点研究了陀螺仪的噪声源种类及误差消除方法。
在此基础之上,确定了基于姿态、位置、速度的多级式信息融合结构,它是基于信息融合的层次化结构设计,可明显减少导航系统的计算量,提高系统的机动性能。多级式融合结构的每一级可采用不同的融合算法,本文着重介绍了在多传感器组合导航系统中应用最成功、最广泛的Kalman滤波算法。
(2)根据各传感器的测量特性分析,展开基于各传感器的导航信息解算算法研 ...