1、,姓 名,导 师,朱超磊,罗漳平,未知环境中微小型飞行器的感知与飞行控制,目录,一,二,三,四,选题背景及意义,研究内容加方法,需要解决的问题,计划和进度安排,五,相关参考资料,选题背景及意义,1,如今微小型无人飞行器在军用和民用领域的应用前景越来越广阔，而其中多数情况是用来进行侦查和危险环境探测活动，对于这些未知复杂环境，尤其在GPS等导航装置失效的情形下，要实现规避障碍避免碰撞，最终到达目的地的任务要求，就要求飞行器必须具备自主侦查，进行航迹规划和自我操控按照规划航迹运行的能力。而这些也正是这个项目主要研究和解决的问题。,选题背景及意义,2,另一方面，由于微小型飞行器平台体积小功率低的限制
2、，要求设计的装置必须在有限的有效载荷和电源可用性的条件下正常工作，使得复杂图像处理设备无法发挥作用，同时高性能的微处理器和大存储装置也无法搭载，这导致如光流法、基于视觉的定位方案等都无法采用，因此最终我们选定使用一种小型二维激光测距仪以实现这一目标。,研究内容及方法,开始,确定起点和目标位置,激光扫描,确定障碍物视场,规划路径,进行机动,到达目标,结束,No,No,系统设计工作方式：,在给定起点和终点的情形下，需要飞行器自主穿越存在障碍的未知环境。,研究内容及方法,激光测距扫描,矢量运算,机动控制,按照规划路线建立飞行器运动控制方 程，主要确定飞机转弯速率和加速度 关系，实现驱动路线拟合。,综
3、合目标位置和起点位置构建矢量运 算公式进行运算，规划飞行器路线， 实现规避,通过测距仪进行扇面范围内扫描，确定障碍物角度范围和与飞行器间距离参数。,研究内容及方法,复杂环境仿真,如果平面问题能够得到较好的仿真结 果，可以考虑对于三维问题的建模分 析，研究是否可以通过简单的激光扫 描实现,得到最优化算法后针对多个障碍物， 不同起点不同目标的情形进行仿真， 以验证复杂环境中该算法的有效性和 成功率,设定简单障碍物和目标，对得到的算法的有效性和效率进行仿真验证，并针对存在的问题进行修改。,结果仿真,考虑三维情形,需要解决的问题,需要解决以下问题：,处理测距仪采集的数据，并用这些数据构造出最优的路径算
4、法，同时还要保证算法足够简单，以满足小功率要求,要提高算法的可靠性，对复杂环境和异常扰动要有鲁棒性,建立飞行控制一阶算法，实现对路径的拟合，不断优化算法，避免频繁机动带来的动力损失,需要解决的问题,需要解决以下问题：,对三维问题，单个二维的激光测距仪已经不能满足需求，考虑以何种方式确定障碍物的立体尺寸,对于多障碍复杂环境的路径决策，以提高效率，实现最佳的路径到达目标地,计划和进度安排,第12周,第3周,第45周,第67周,第89周,第1012周,第1617周,第18周,进行开题答辩,收集和阅读相关文献，验证不同方案可行性,学习激光测距，鲁棒控制等方面的理论,建立简单情况的路径规划及运动控制方程
5、算法，准备中期答辩,对算法进行仿真验证，修改优化 考虑鲁棒性,引入多障碍物复杂环境，修改优化算法，多次仿真，验证算法可靠性。,考虑三维问题，准备毕设论文,参加毕设答辩,完成毕设论文，完善实验结果,第1315周,相关参考文献,1.曹美会，鲜斌，张旭，文曦 , 基于视觉的四旋翼无人机自主定位与控制系统 2.戴琼海，刘慧 , 一种无人机的视觉定位与避障方法及系统 3.朱海锋，潘泉，吕洋等 , 一种空地协同的无人机感知规避系统及其规避方法 4.昂海松 , 微型飞行器系统与技术 5.苏宏业 , 鲁棒控制基础理论 6.段洪军，史小平 , 微型飞行器建模与控制 7.方振平，陈万春，张曙光 , 航空飞行器飞行动力学,谢谢,51PPT模板网 搜集整理,
