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基于多传感器融合的高精度无人机空中对接方法
被引量：
2
1
作者
向玉龙
李嘉诚
+1 位作者
陈芊
盛汉霖
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1057-1065,共9页
多旋翼无人机空中对接技术可以解决多旋翼无人机续航能力有限、载荷小等问题,对提高多旋翼无人机的续航能力和任务效率有重要意义。但是当前多旋翼无人机空中对接方案成本高昂且对接精度差,易受环境限制。本文提出了一种基于单目视觉与...
多旋翼无人机空中对接技术可以解决多旋翼无人机续航能力有限、载荷小等问题,对提高多旋翼无人机的续航能力和任务效率有重要意义。但是当前多旋翼无人机空中对接方案成本高昂且对接精度差,易受环境限制。本文提出了一种基于单目视觉与惯性测量单元(Inertial measuring unit,IMU)融合定位并结合最优轨迹控制的空中对接方案,在保证对接精度的同时大幅降低成本。首先相机通过AprilTag对目标进行识别定位,再通过非线性优化对重投影误差进行最小化优化,并借助状态误差卡尔曼滤波器(Error state Kalman filter,ESKF)更准确地消除IMU的零偏,提高融合定位的精度;然后根据线性二次型控制器(Linear quadratic regulator,LQR)设计了最优对接控制器,并结合无人机的动力学模型,直接输出多旋翼无人机的姿态控制量,实现更加安全的空中对接;最后在四旋翼无人机平台上进行实验验证,顺利完成了空中对接任务,证明了该方法的可行性。
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关键词
多旋翼无人机
视觉定位
状态误差卡尔曼滤波器融合
空中对接
线性二次型控制器
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职称材料
多旋翼无人机在城市快速路地形测绘中的应用研究
被引量：
2
2
作者
吴正伟
刘天清
《现代测绘》
2024年第1期9-13,共5页
无人机免像控航测技术已发展成为测绘行业的重要基础技术,优势在于提高航测效率、减少测绘野外工作量、丰富测绘成果等几个方面。基于飞马D200S多旋翼无人机航测系统对泰州市站前快速路航测实践进行了研究,快速生成DEM、TDOM、点云等多...
无人机免像控航测技术已发展成为测绘行业的重要基础技术,优势在于提高航测效率、减少测绘野外工作量、丰富测绘成果等几个方面。基于飞马D200S多旋翼无人机航测系统对泰州市站前快速路航测实践进行了研究,快速生成DEM、TDOM、点云等多种成果,结合EPS三维测图软件将航测影像成果转化为线划图,经实测检验分析,航测成果精度满足大比例尺测图的要求,为城市快速路的测绘提供新的更有效、安全的方法,在无人机带状图测绘方面具有普遍借鉴意义。
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关键词
多旋翼无人机
航测
免像控
城市快速路
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职称材料
基于动态多种群自定义变种粒子群算法的无人机探索路径规划
3
作者
蒋文彬
杨忠
+3 位作者
卓浩泽
廖禄伟
朱泽堃
王先坦
《应用科技》
CAS
2024年第5期263-271,共9页
针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)存在的粒子更新思路单一、随机性受限、收敛速度慢和易陷入局部最优等问题,提出一种动态多种群自定义变种粒子群算法(dynamic multi-swarm customized variant particle swarm opti...
针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)存在的粒子更新思路单一、随机性受限、收敛速度慢和易陷入局部最优等问题,提出一种动态多种群自定义变种粒子群算法(dynamic multi-swarm customized variant particle swarm optimization,DMCVPSO),旨在更高效地完成复杂未知环境下的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)快速探索任务。首先,在综合考虑诸多限制因素后构建聚合适应度函数。其次,该算法根据每代粒子的适应度动态划分多种群,针对各子种群的特点引入不同的并行更新策略,引入莱维飞行、贪婪策略有利于优势群进行更加细密有效的搜索;采用概率性混合变异的策略降低劣势群探索的盲目性;融合余弦函数和自适应策略用于平衡混合群的局部开采和全局勘探能力。最后,通过数值仿真和三维可视仿真平台对该算法进行可行性验证。结果表明,所提出的优化算法有助于解决收敛速度过慢、陷入局部最优等问题,提高无人机在复杂未知环境中的探索效率。
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关键词
路径规划
多旋翼无人机
粒子群优化
自主探索
聚合适应度
动态多种群
自定义变种
参数自适应
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职称材料
题名
基于多传感器融合的高精度无人机空中对接方法
被引量：
2
1
作者
向玉龙
李嘉诚
陈芊
盛汉霖
机构
南京航空航天大学能源与动力学院
出处
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1057-1065,共9页
文摘
多旋翼无人机空中对接技术可以解决多旋翼无人机续航能力有限、载荷小等问题,对提高多旋翼无人机的续航能力和任务效率有重要意义。但是当前多旋翼无人机空中对接方案成本高昂且对接精度差,易受环境限制。本文提出了一种基于单目视觉与惯性测量单元(Inertial measuring unit,IMU)融合定位并结合最优轨迹控制的空中对接方案,在保证对接精度的同时大幅降低成本。首先相机通过AprilTag对目标进行识别定位,再通过非线性优化对重投影误差进行最小化优化,并借助状态误差卡尔曼滤波器(Error state Kalman filter,ESKF)更准确地消除IMU的零偏,提高融合定位的精度;然后根据线性二次型控制器(Linear quadratic regulator,LQR)设计了最优对接控制器,并结合无人机的动力学模型,直接输出多旋翼无人机的姿态控制量,实现更加安全的空中对接;最后在四旋翼无人机平台上进行实验验证,顺利完成了空中对接任务,证明了该方法的可行性。
关键词
多旋翼无人机
视觉定位
状态误差卡尔曼滤波器融合
空中对接
线性二次型控制器
Keywords
multirotor drone
s
visual positioning
error state Kalman filter(ESKF)fusion
aerial docking
linear quadratic regulator(LQR)controller
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
多旋翼无人机在城市快速路地形测绘中的应用研究
被引量：
2
2
作者
吴正伟
刘天清
机构
泰州市地理信息测绘院
湖南省第一测绘院
出处
《现代测绘》
2024年第1期9-13,共5页
基金
湖南省自然资源科研项目(湘自资科20240113ZC)
湖南省自然资源科研项目(湘自资科20240128ST)。
文摘
无人机免像控航测技术已发展成为测绘行业的重要基础技术,优势在于提高航测效率、减少测绘野外工作量、丰富测绘成果等几个方面。基于飞马D200S多旋翼无人机航测系统对泰州市站前快速路航测实践进行了研究,快速生成DEM、TDOM、点云等多种成果,结合EPS三维测图软件将航测影像成果转化为线划图,经实测检验分析,航测成果精度满足大比例尺测图的要求,为城市快速路的测绘提供新的更有效、安全的方法,在无人机带状图测绘方面具有普遍借鉴意义。
关键词
多旋翼无人机
航测
免像控
城市快速路
Keywords
multirotor drone
aerial survey
image free control
urban expressway
分类号
P231 [天文地球—摄影测量与遥感]
P217 [天文地球—测绘科学与技术]
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职称材料
题名
基于动态多种群自定义变种粒子群算法的无人机探索路径规划
3
作者
蒋文彬
杨忠
卓浩泽
廖禄伟
朱泽堃
王先坦
机构
南京航空航天大学自动化学院
广西电网有限责任公司电力科学研究院
出处
《应用科技》
CAS
2024年第5期263-271,共9页
基金
广西电网公司2023年科技创新专业科技项目(GXKJXM20230169)
贵州省科技计划项目(黔科合支撑[2020]2Y044号)。
文摘
针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)存在的粒子更新思路单一、随机性受限、收敛速度慢和易陷入局部最优等问题,提出一种动态多种群自定义变种粒子群算法(dynamic multi-swarm customized variant particle swarm optimization,DMCVPSO),旨在更高效地完成复杂未知环境下的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)快速探索任务。首先,在综合考虑诸多限制因素后构建聚合适应度函数。其次,该算法根据每代粒子的适应度动态划分多种群,针对各子种群的特点引入不同的并行更新策略,引入莱维飞行、贪婪策略有利于优势群进行更加细密有效的搜索;采用概率性混合变异的策略降低劣势群探索的盲目性;融合余弦函数和自适应策略用于平衡混合群的局部开采和全局勘探能力。最后,通过数值仿真和三维可视仿真平台对该算法进行可行性验证。结果表明,所提出的优化算法有助于解决收敛速度过慢、陷入局部最优等问题,提高无人机在复杂未知环境中的探索效率。
关键词
路径规划
多旋翼无人机
粒子群优化
自主探索
聚合适应度
动态多种群
自定义变种
参数自适应
Keywords
path planning
multirotor drone
particle swarm optimization
autonomous exploration
aggregated fitness
dynamic multi-swarm
custom variant
parameter adaptation
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多传感器融合的高精度无人机空中对接方法
向玉龙
李嘉诚
陈芊
盛汉霖
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
2
多旋翼无人机在城市快速路地形测绘中的应用研究
吴正伟
刘天清
《现代测绘》
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于动态多种群自定义变种粒子群算法的无人机探索路径规划
蒋文彬
杨忠
卓浩泽
廖禄伟
朱泽堃
王先坦
《应用科技》
CAS
2024
0
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职称材料
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