無人機室內編隊系統整合(一)

2021-09-16 12:54:54 字數 1120 閱讀 9993

1 支援引入外部定位資料(室內定位系統提供)的飛行控制器

2 提供精確室內定位資料的室內定位系統

3 具備定位資料**和飛行器實時監控及實時軌跡控制的地面站

4 點到多點的組網通訊系統

目前精度可以滿足無人機室內飛行的較為成熟的室內定位方案有:

1 基於視覺的室內定位系統(如optirack、vicon)

2 基於超頻寬的室內定位系統(如uwb)

基於視覺的室內定位系統定位精度可以達到亞公釐級,可以提供三軸位置及姿態角,更新頻率可達120hz,缺點是成本昂貴,且對視覺捕捉攝像機的安裝要求較高,不允許引入大幅度的抖動,否則會影響定位精度,甚至導致定位目標丟失。

基於超頻寬的室內定位系統定位精度在10cm左右,可以提供三軸位置,不直接提供航向,位置更新頻率可達20hz左右,成本較低,定位精度受障礙物的遮擋影響較大。

在實驗室環境下,我們使用基於視覺的室內定位系統(optitrack或者vicon)。

目前可使用的開源飛控品種較多,較為主流且穩定的首選apm和px4,px4韌體直接提供了外部定位資料(包括姿態角)匯入的協議介面,按照協議格式直接將定位資料匯入飛控即可使用,不需要進行二次開發。

實現地面站與各個飛行器之間的實時通訊,具體要求為:

1 每個飛行器具備單獨的通訊位址,地面站可將定位資料及控制指令傳送給每乙個特定的飛機

2 低延時,飛行器與地面站之間的通訊延遲不可過大,否則飛行器接收到的定位資訊發生滯後,影響 飛行器位置控制效能。

3 穩定性,如果飛行器在飛行過程中與地面站斷開連線,直接導致無人機定位資訊的丟失。

4 通訊系統需具一定的接入點容量和通訊頻寬,以確保可以介入足夠多的飛行器和通訊流暢度。

實驗室環境下可使用2.4ghz或者5.8ghz無線區域網wifi通訊,使用常用的wifi路由器進行搭建,對應的飛行器上的通訊模組可選擇2.4ghz或者5.8ghz的串列埠轉wifi模組。

1 建立與室內定位系統的資訊互動,獲取視覺定位系統中飛行器的實時定位資訊和姿態資訊

2 建立與飛行器之間的連線,將視覺定位系統中飛行器的定位資訊實時**給每個飛行器

3 實現飛行器狀態資訊的實時監控(定位資料和姿態資料的正確性驗證)

4 實現控制指令的傳送,起飛,降落,懸停及指點飛行

5 其他擴充套件,包括編隊軌跡規劃等。

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