基于视觉惯性里程计的室内自主飞行无人机系统设计

为解决在GPS信号缺失的室内环境下无人机的定位和自主飞行问题,以多旋翼无人机为平台,基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)和MAVROS构建了通信网络系统,并选用英伟达Jetson NANO运行该系统,采用Pixhawk4飞行控制板运行核心控制部分,结合基于英特尔追踪实感摄像头T265的位置信息,融合飞行控制板载传感器数据对无人机状态估计进行修正,提高了无人机室内自主飞行的稳定性。为进一步提高无人机室内自主飞行性能,基于ROS设计了飞行任务管理系统,实现了控制无人机在室内飞四边形轨迹。真实飞行试验结果表明:无人机自主飞行过程中可以实现一键起飞、自主降落、稳定悬停和飞行。

基于UWB定位的室内无人机编队飞行规划

该项目旨在解决室内无人机编队飞行定位问题,研究了基于UWB定位技术下的无人机编队飞行与智能导航。主要通过分析改进基于UWB的TDOA算法并通过一种适合UWB模块的四旋翼无人机来设计检验提出的无人机编队飞行规划。

基于多传感器融合的室内自主飞行器系统

设计了以多旋翼无人机为平台,基于多传感器融合、ADRC自抗扰控制、YOLOv5目标检测神经网络等技术的室内自主飞行器系统。系统以Jetson NANO为运行平台,采用ACFLY EDU飞行控制板运行核心控制部分,基于Intel RealSense T265的位置信息,融合飞行控制板IMU、高度气压计、TOF等传感器数据对无人机在室内的状态进行估计和修正,使用ROS和MAVROS构建通信系统,以提高无人机在室内飞行的平稳性。该系统可以根据控制命令或自主实现无人机一键起飞、动态室内定位、飞行姿态控制、对室内目标的检测与精准识别、航向控制与定点降落等功能。经电子设计竞赛实际测试,本系统能够不依赖传统的GPS信号和光流传感器等模块进行定位,同时具有较高的定位精度,可在室内复杂条件下完成自主飞行器既定的设计功能。

基于Pixhawk的无人机室内通道自主避障研究

针对目前的无人机自主避障研究,以及无人机穿越的需求,提出了一套能完成避障穿越的四旋翼无人机避障系统。其中采用了Pixhawk作为无人机的飞行控制器,树莓派3B+上来运行MAVROS和避障算法,以及连接超声波传感器,通过超声波传感器来判断无人机当前位置,通过MAVLINK发布安全航点给无人机,进行避障穿越飞行。

微小型球形飞行器飞行控制系统设计

根据微小型球形飞行器的结构特点和工作原理,设计了一套基于ARM Cortex-M3 STM32F103RBT6微控制器的飞行控制系统,进行了主要模块的功能设计与性能分析,给出了研究结论与选型依据,还设计并完成了姿态传感器两轴转台实验和飞行器室内飞行试验;测试结果表明,该控制系统的姿态传感器姿态测量精度高,能够为飞行控制提供姿态参考信息;飞行器能够圆满实现空中悬停、低空机动等飞行动作,且空中飞行姿态稳定、实时、可靠;该飞行控制系统功能可靠、性能稳定,能够较好地满足微小型球形飞行器的飞行控制要求,具有一定的实用性与扩展性。