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2024-11-22 发布于河南
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四旋翼无人机视觉导航与轨迹跟踪 .pdf

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四旋翼无人机视觉导航与轨迹跟踪

Abstract

Withthecontinuousdevelopmentofcomputerhardware

technologyandsoftwarealgorithms,theroleofquadrotorUAVs

incivilandmilitaryapplicationsisincreasinglyimportant.

Traditionalnavigationmethodsandconventionalcontrol

algorithmshavebeenunabletomeettheincreasinglycomplex

requirementsofquadrotor’smission.Therefore,thispaperwill

studythequadrotorUAVvisionnavigationalgorithmand

trajectorytrackingcontrolalgorithm.

TheflightmechanismofquadrotorUAVisanalyzedinthis

paperandthecoordinatesystemisdefined.Thecoordinate

transformationequationsbasedonEuleranglesandquaternions

arederivedandthequadrotor’skinematicsanddynamics

modelareestablished.Aimingattheproblemthatthecalculation

ofdesiredattitudecomputedfromthepositionloopbasedon

theEuleranglemodelisexpectedtobecomplexandproneto

saturation,anewmethodisproposed,whichcanobtainthe

desiredquaternionfromtheaccelerationobtainedbythe

positionloopthroughgeometrictransformationandsimplifythe

quadrotorsystemmodel.Thesystemmodelequationestablishes

themodelfoundationforthedesignofthetrajectorytracking

controlsystemofthequadrotorUAV.TheUAVvisionnavigation

systemisdesignedandthefunctionofeachpartofthesystemis

introducedatthesametime.

AimingattheproblemthattheGPSnavigationmethodscan

notbeaccuratelylocatedwhenthesatellitesignalisweak,a

targetdetectionalgorithmbasedonL-Kopticalflowmethodis

designedtorealizethedetectionofdynamictargets.Atthesame

time,thispaperstudiesthetargettrackingalgorithm.The

principleofMeanshiftalgorithmisintroduced,andtheCamshift

targettrackingalgorithmisimplementedbasedonthis.Forthe

problemthatthetargettrac

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