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《基于光流的六旋翼飞行器悬停控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第36卷第10期东北大学学报(自然科学版)Vol.36,No.102015年10月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Oct.2015doi:10.3969/j.issn.1005-3026.2015.10.003基于光流的六旋翼飞行器悬停控制史添玮,王宏(东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳110819)摘要:提出了一种应用惯性光流实现六旋翼飞行器悬停的非线性控制器.为克服外界因素的影响,提出一种辅助悬停控制系统.首先由球面相机获取目标平面的图像,并通过动
2、态映射实现目标点到相机镜头表面的映射；然后比对连续时刻的图像获取目标点的平移光流；最后,使用分散平移光流作为控制器的反馈信息,实现飞行器的稳定悬停.目标平面为室内多纹理的平坦地面,共完成10次测试.实际飞行测试表明,飞行器在水平与高度方向的悬停位置误差为±5cm,验证了该非线性控制器与辅助悬停控制系统的可行性.关键词:六旋翼飞行器；惯性光流；非线性控制器；动态映射；辅助悬停控制系统中图分类号:V249.1文献标志码:A文章编号: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,加拿大学者Tayebi等就已跟踪等.虽然光流技术被应用于多旋翼飞行器[6]证明多旋翼飞行器可稳定飞行,并给出动力学模的悬停控制,但其存在位置估计精度低,应用多相[12]型.由于受有效载荷的限制,严重制约其自主性.机导致数据处理花费过大等缺陷.[2]一种
8、可行的解决方法就是利用光流技术.其适为解决上述问题,本文依据六旋翼飞行器动应性强,可与惯性测量单元组合,提供相对位置等力学方程,设计了非线性悬停控制器.将惯性导航信息.近年来,光流技术得到广泛应用,国内学者与下视球面相机结合,获取飞行器的速度、高度等[3]应用光流技术实现了目标跟踪、运动小目标检信息及目标平面的平移光流特性,并将发散光流[4][
