用於無人機室內導航的光流與地標融合方法

       小型無人機在無衛星導航信號條件下的導航問題,結合光流及地標定位設計了使用攝像頭、慣性測量器件、超聲測距儀等傳感器融合的無人機室內導航方法.文章使用補償角速率的光流微分法計算幀間像素點小位移,並用前後誤差算法提取精度較高的點,避免像素點跟蹤錯誤,提高了光流測速的精度;對得到的光流場用均值漂移算法進行尋優,得到光流場直方圖峰值,以此計算光流速度.本文提出了無累積誤差的連續地標定位算法,實時測量無人機位置.通過多速率卡爾曼濾波器對觀測周期不一致的位置、速度信息進行最優估計.在搭建的八旋翼無人機平台上試驗,將位置與速度測量結果分別與激光和PX4FLOW數據對比,結果表明該導航方法可以有效抑製定位跳變與光流測量噪聲誤差,給出精確的位置與速度估計。

       為提高無人機自主控製性能,實現任務分配與航跡規劃整體架構,提出一種基於航跡預測的多無人機任務規劃方法。首先,將禁飛區考慮為更接近真實場景的多邊形模型;然後,使用改進A?航跡預測算法生成任意兩個航跡點間障礙規避後的最短路徑,利用該路徑近似航跡航程作為任務分配過程的輸入信息,建立目標函數,采用改進PSO算法求取最優結果;最後,使用B樣條曲線平滑分配後的路徑組合,生成無人機可飛行航跡。仿真結果表明,該方法能夠以較高的計算速度和精度生成近似最優的任務分配結果和滿足飛行約束的平滑航跡。


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