某型无人机自动着陆轨迹研究
《极地移动平台无人机自主着陆关键技术研究》范文
《极地移动平台无人机自主着陆关键技术研究》篇一一、引言在极地环境中，无人机的应用日益广泛，特别是在科研考察、救援和物流运输等领域。
然而，由于极地环境的特殊性，如低温、冰雪覆盖、风力大等，使得无人机的着陆变得异常困难。
因此，研究极地移动平台无人机自主着陆关键技术，对于提高无人机在极地环境中的作业效率和安全性具有重要意义。
本文将就极地移动平台无人机自主着陆的关键技术进行深入研究和分析。
二、极地环境对无人机着陆的影响极地环境具有低温、冰雪覆盖、风力大等特点，这些因素都会对无人机的着陆造成影响。
首先，低温环境会导致无人机的机械部件和电子设备性能下降，甚至出现故障。
其次，冰雪覆盖会使无人机的起降平台变得不平整，增加了着陆的难度。
此外，风力大也会影响无人机的稳定性和着陆精度。
因此，为了实现极地环境中无人机的自主着陆，需要研究并解决这些技术难题。
三、极地移动平台无人机自主着陆关键技术1. 导航与定位技术导航与定位技术是无人机自主着陆的核心技术之一。
在极地环境中，由于地形复杂、信号干扰等因素，需要采用高精度的导航与定位技术。
目前，基于卫星的导航系统是无人机在极地环境中常用的导航方式，但需要结合地面基站、惯性测量单元（IMU）等多种传感器进行融合定位，以提高定位精度和稳定性。
2. 视觉识别与避障技术视觉识别与避障技术是实现无人机自主着陆的重要手段。
在极地环境中，由于冰雪覆盖和风力影响，无人机需要具备高精度的视觉识别和避障能力。
通过搭载视觉传感器和图像处理算法，无人机可以实时获取着陆平台的信息，并进行处理和分析，实现自主识别和避障。
3. 动力学建模与控制技术动力学建模与控制技术是保证无人机在极地环境中稳定着陆的关键技术。
由于极地环境的特殊性，无人机的动力学模型需要重新建立和完善。
通过建立精确的动力学模型，并结合先进的控制算法，可以实现无人机在复杂环境中的稳定飞行和精确着陆。
4. 智能决策与规划技术智能决策与规划技术是实现无人机自主着陆的重要环节。
无人机着陆技术研究
・ １ ９ ５・
无人机着陆技术研究
郭 耀 江
（ 中国 电子科技集团公司第二十研究所 ，西安 ７ １ ０ ０ ６ ８ ）
摘 要：无人机着陆引导在现代无人机 中的作用越来越重要 。本文介绍了国内外无人机的回 收方式，分析 了多种着陆引导技术的优缺点，在此基础上，对于未来无人机着陆引导技术进行 了
种 利 用 无 线 电遥 控 设 备 和 自备 的程 序 控 制 装 置
多种作 战 能力 ，发 挥着 显著 的作 用 ，并 引发 了层 出 不 穷 的军事 学术 、装 备技术 等 相关 问题 的研 究 。它 将 与无 人舰 、无 人驾 驶坦 克 、机 器人 士兵 、计算 机
病 毒 武器 、天 基武 器 、激 光 武 器等 一 道 ，成 为 ２ ｌ
操 纵 的不载 人 飞机 。它 的研 制成 功和 战 场运 用 ，揭 开 了 以远距 离 攻击 型 智能化 武 器 、信 息化 武器 为 主
导的 “ 非接 触 性战 争 ” 的新 篇 章 。
无 人机 上无 驾驶 舱 ，但 安装 有 自动 驾驶仪 、程 序控 制 装置 等 设备 。地面 、舰 艇上 或母 机遥 控 站人 员 通过 雷达 等 设备 ，对 其进 行跟 踪 、定 位 、遥控 、 遥 测和 数字 传输 ，可在 无 线 电遥控 下像 普通 飞机 一
空 中投放 飞 行 。回收 时 ，可 用 与普 通飞 机着 陆过 程
一
样 的方式 自动 着 陆 ，也 可通 过遥 控用 降落伞 或拦
阻网。 可反复使用多次， 广泛用于空中侦察 、 监视、
通 信 、反潜 、电子干 扰 等 。
够精确控制飞机的姿态和轨迹。实现无人机 自主着
无人机自动着陆低空纵向导引与瞬态抑制研究
作者 简 介 ： 成 富 （ ９ ３ ） 西 北 工 业 大 学 教 授 ， 吴 １６一 ， 主要 从 事 飞 行 控 制 、 航 制 导 及 系 统 仿 真 的 研 究 。 导
维普资讯
西
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报
第２ ５卷
对 于 Ａ 点其 转换 公式 如下
机 着陆控 制系统 的设 计也 显得 尤为 重要 。精 确 的导 引 和控制 以及元 部件及 子 系统 的正 确选择 与综 合是 无人 机安全 自动着 陆 的关键 。要 实 现无人 机 的安全 自动着陆 ， 必须为 其 提供精 确 的导 引信息 。 仪表 着陆
ＧＧＯ ６ ． ＲＡＳ精 度 ： 高 范 围 为 ３ ＂ ６ ０ｍ 时 ， 测 ０－ ０ － ， 精 度为 ５ ； 测高 范 围为 ０ ０ｒ 时 ， ～３ ｌ ｆ 精度 为 ０ ６ｒ ． ｌ ｆ 或 ３ 取其 大者 。 型 Ｉ Ｓ系统 下滑信 标精度 ： 某 Ｌ 作用 距 离 为 ０ １ ｍ时 ， 度 为 ± ０ ０ ５ （ ～ ８ｋ 精 ． ７ ７ ｙ为 下 滑 角 ） 考 虑 Ｉ Ｓ信 号作 用距 离 ５ ２ｍ， 。 Ｉ ７ 并且 ｙ ：一３时 。 （ 时 实 际 高 度 应 为 ３ ， 高 度 误 差 范 围 为 此 ０ ｍ） 其
增益。
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¨ ３ 拉平 律 控制
经 过 性 能 计 算 ， 人 机 下 滑 时 的 下 降 速 度 为 无 ３ ５ｍ／ ， ． ｓ 而允许 接 地 速度 为 ０ ． ｓ 并 且接 地 ～０ ５ｍ／ ，
时还要 有一定 的俯 仰 角 。这样 就要 求无人机 在接 地
多旋翼无人机自主跟踪与着陆控制系统及控制方法
多旋翼无人机自主跟踪与着陆控制系统及控制方法多旋翼无人机自主跟踪与着陆控制系统及控制方法1. 引言无人机技术的迅速发展使得无人机在各个领域得到广泛应用，其中多旋翼无人机以其灵活性、稳定性和易操作性成为研究和商业领域的热点。
多旋翼无人机的自主跟踪与着陆控制系统是提高其性能和安全性的关键技术。
本文将以多旋翼无人机自主跟踪与着陆控制系统及控制方法为主题，对其深度和广度进行全面评估，并提供有价值的见解和理解。
2. 多旋翼无人机自主跟踪控制系统2.1 系统架构在多旋翼无人机自主跟踪控制系统中，由于需要同时进行位置和姿态的跟踪控制，通常采用分层控制结构。
其中高层控制负责路径规划和目标跟踪，中层控制负责位置和姿态的控制，低层控制负责执行具体的控制指令。
2.2 高层控制高层控制主要负责路径规划和目标跟踪。
路径规划算法根据预设的目标位置和航迹，生成可行的规划路径。
目标跟踪算法通过传感器获取目标的位置信息，并根据路径规划算法生成的路径进行跟踪。
2.3 中层控制中层控制主要负责位置和姿态的控制。
位置控制通常采用PID控制器，根据当前位置与目标位置的差异，生成适当的控制指令。
姿态控制通常采用云台控制方法，通过调整多旋翼无人机的姿态，使其保持稳定的飞行状态。
2.4 低层控制低层控制主要负责执行具体的控制指令。
通过调整电机和螺旋桨的转速，多旋翼无人机可以执行复杂的飞行动作，如上升、下降、转动等。
低层控制还需要考虑外部环境的影响和应对措施，如风速、湍流等。
3. 多旋翼无人机自主着陆控制系统及方法3.1 系统架构多旋翼无人机自主着陆控制系统的核心是实时感知和导航系统。
利用多种传感器，如GPS、惯性测量单元(IMU)、视觉传感器等，实时获取无人机的状态信息，通过算法处理，并生成相应的控制指令，使无人机能够精确地着陆。
3.2 算法设计在着陆控制算法中，首先需要通过传感器获取无人机与地面的距离信息，然后根据机身姿态和飞行速度，计算着陆点和着陆速度，进而根据输入的飞行动作，调整无人机的姿态和控制指令，保证着陆的安全和稳定。
无人机自主着陆中视觉导航技术探究
无人机自主着陆中视觉导航技术探究摘要：无人机的自动着陆技术，已经成为了国内外重点研究的问题，研究人员开始加强无人机自主着陆过程中的视觉导航技术的研究。
无人机自主着陆就是无人机通过机载导航设备来进行定位导航，用飞机内部的控制系统来控制无人机的降落地点的过程。
视觉导航主要包含了视觉图像的预处理，提取并跟踪目标以及数据融介等几个方面的问题。
本次通过对飞行器的降落等级以及着陆阶段，对无人机着陆时的图像处理技术与位姿的估计等方面的问题进行了研究和分析，研究结果也显示出了将视觉导航技术应用在无人机自主着陆上，其精确性和实时性是非常好的。
通过研究自动着陆导航系统的现状，对其相关的关键技术进行分析。
关键词：无人机；自主着陆技术；视觉导航技术；定位导航前言随着科技的发展，目前我国的无人机技术已经相对成熟，无人机在我国的军事和民用方面都有非常广泛的应用，同时也受到了更多人的喜爱和关注。
它是一种靠动力驱动、机上可无人驾驶的航空器，而且能够重复的使用。
无人机自主着陆技术在无人机全包线自主飞行中有非常重要的作用，无人机在自主着陆过程中用到的导航技术也可以叫做着陆引导技术。
研究人员在研究时应该努力提高导航的精确性和准确性，这对无人机的自主着陆有重要作用。
国内外都在研究无人机的自主着陆导航技术，这项技术包括了以下几个方面：惯性导航系统、卫星导航系统、仪表着陆系统和微波着陆系统。
这其中，惯性导航系统对初始值会比较敏感，所以随着时间的积累，导航的误差会越来越大；卫星导航系统必须依靠无线信号的传播，但是无线信号很容易受到干扰或者因为卫星信号丢失，导致定位不准确，在军事方面很容易受到限制；仪表和微波着陆系统对地面设备没有很大的依赖，不属于自主导航方式。
目前这些系统的精确度还不够，还达不到无人机自主着陆的要求。
科技的快速发展，使我国的图像处理技术和计算机视觉技术都有了很大的发展，视觉导航技术的相关算法也越来越成熟，跟传统的导航方式相比，视觉导航具有无源完全自主的特点，同时也受到了更加广泛、深入的研究。
无人机自动着陆纵向控制技术研究
飞翼是一种非常规的气动布局,是未来飞行器设计的一种方向。飞翼气动布局在带来气动效率高、阻力小、航程远和隐身性能好等很多优点的同时,也存在着横侧向稳定性不够好,舵面气动效率低以及在低空低速阶段控制难度大、易受干扰等问题。本文在对飞翼飞机进行详细研究的基础上,针对以上问题,提出了一些新的控制方法,给出了相应的控制系统详细设计,并进行了仿真试验和各种控制方法的比较研究,实现了飞翼布局无人机在大侧风状态下的自动着陆。 本文首先建立了飞翼飞机在典型状态下的数学模型,然后将飞翼飞机同常规飞机在飞行特性、稳定性和操纵性等各个方面做了比较,并设计了飞翼飞机的横侧向增稳系统。 通过对飞机下滑着陆过程的详细分析,本文将其分为五个阶段,并进行了具体的描述,同时也明确提出了在各个阶段的控制任务和控制策略。进一步分析了飞翼飞机纵向运动的特点,设计出自动着陆精确轨迹跟踪控制系统。 然后叙述了复杂气象条件下飞机的飞行以及侧风扰动对着陆的影响。通过分析飞翼飞机的横侧向特性和建立在侧风条件下的飞机模型,设计了三种抗侧风自动着陆控制系统。通过对三种控制系统的仿真和比较,得出了三种方案各自的优缺点和适用范围。同时也解决了飞翼飞机的航迹校正、航向修正等问题。
学位授予单位:南京理工大学
1.学位论文宁东方无人机自动着陆控制系统的设计与实现研究2006
随着无人机在军事和民用领域内的广泛应用,特别是在现代战争中的独特作用,无人机的研制在世界范围内蓬勃发展。起飞和着陆是飞行的复杂阶段,同样无人机的安全起飞和完成任务后的安全着陆回收也是无人机研制的关键技术之一,因而无人机自动起飞和着陆控制系统的设计也显得重要。
最后通过系统分析,建立了飞翼无人机在三轮滑跑阶段的数学模型,提出了在滑跑过程中的控制策略和方法,并进行了仿真实验。 大量仿真证明本文设计的控制规律和控制系统对于飞翼布局无人机的抗侧风自动着陆是切实可行的。
无人机轨迹规划算法的研究与应用
无人机轨迹规划算法的研究与应用随着无人机技术的不断进步，无人机在农业、电力巡检、消防、安保等众多领域得到了广泛应用。
但是，如何让无人机能够自主飞行、规避障碍物、路径规划等问题，一直是无人机领域的关键技术之一。
本篇文章将介绍无人机轨迹规划算法的研究与应用。
一、无人机轨迹规划算法的发展历程无人机轨迹规划算法的发展经历了三个阶段。
第一个阶段是在有固定起降点的环境下完成简单的航迹规划，这种算法主要是利用遗传算法、蚁群算法等来进行搜索求解，适用于无人机的航迹比较简单的场景。
第二个阶段是针对多无人机协同作战的情况开展的研究，这些算法都是要考虑无人机之间的协调工作，比如最优分配任务、互相支援等。
第三个阶段是在未知环境下的无人机自主飞行，目前这是无人机轨迹规划算法的一个研究热点，需要给出确切的环境拓扑图、避碰算法等。
二、无人机路径规划算法的基本原理无人机路径规划算法的基本原理是利用无人机的传感器获取环境信息，建立环境模型并进行路径搜索，最终获得无人机的路径规划。
因此，无人机路径规划算法的关键是如何建立合适的环境模型，这也是目前无人机智能化的核心问题之一。
目前，无人机路径规划算法主要分为单目标路径规划和多目标路径规划，前者是简单的从起点到终点的规划，后者则要考虑多个目标点的路径，包括任务点、规避碰撞点等，同时要考虑优化航路、时间、效率等因素。
三、无人机轨迹规划算法的应用无人机轨迹规划算法的可应用范围非常广泛，下面分几个方面来介绍。
1.农业农业领域是最早应用无人机的领域之一。
在农业生产的过程中，无人机可以用来检测耕地植被、病虫害情况、土壤湿度、温度等数据，从而实现精准农业，提高农作物的收益。
2.电力巡检电力巡检是无人机的又一个应用领域。
无人机可以搭载高清相机、热成像仪等设备，对电线杆、导线等设施进行了巡检和监测。
并且无人机具有快速、灵活的机动性，对于复杂的地形和交通状况不敏感，可大大提高巡检的效率和精度。
3.消防在火灾的现场，无人机可以从空中获取火场信息，确认火源、火势、火场边界等，从而帮助消防人员了解火情状况。
国内外无人机自主起飞着陆系统研究
飞 、 自动 巡 航和着陆能 力 半 自 主 式 飞 半 自主 式 飞
行，惯性导肮、 行 远距 离无线 电 导航 系统或者 ＧＰＳ导航系统 自动着陆
遥控 飞行
ＧＰＳ导航系统 飞行 中由预先 编好 的程序控
制
ＧＰｓ 、计算机视
觉
可收放式起 落架
着 陆 目标 为 移动平 台
ｔ 概述
无人 机 是 一种多次使用的作战平台，它必须多次完成 自主起飞／着陆任务，同时为了 适应未来战争环境，扩大作战半径，在各种复杂气象条件下 （如雪、雾、烟等）、夜间、 简易的前线机场等恶劣条件下，都能出动，并完成作战任务返回。因此要求无人机具有全 大候、短距自主起飞和自主精确进场着陆的能力。 １．１ 现有着陆导引系统概述
捕食者，（Ｐｒｅｄａｔｏｒ） 无人侦察机
美 国
起飞／着陆方式
轮式起飞着陆
轮式起飞着陆
控制、制导 自主起飞
着陆，
ＧＰＳ／ＩＮＳ导航 自主起飞着陆
ＧＰＳ／ＩＮＳ导航
轮式起飞着陆 自动完成从起 飞到着陆的整 个飞行过程， ＧＰＳ／ＩＮＳ导肮
轮式起飞着陆， ＧＰＳ／ＩＮＳ 导 航 可降落伞紧急 系统
机
苍鹭（Ｈｅｒｏｎ） 高空长航时无人
以色 列
机
Ｙａｍａｈａ Ｒ－５０
ＵＡ Ｖ美国
伯克利 ＵＡＶ测试 无人机
回收
常规 起 飞和 着 陆，也可 以伞 降回收 轮式起飞和着
陆
轮式起飞和着
陆
可用降落伞／翼
伞回收
轮式起飞和着
陆 轮式起 飞和着 陆 轮式起飞和着 陆
垂直起飞着陆
的平 坦地面 就可 以起飞
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某型无人机自动着陆轨迹研究
张才文;周同礼
【期刊名称】《弹道学报》
【年(卷),期】2000(012)002
【摘要】根据某型无人机特点,设计了一个纵向下滑控制律,把整个纵向着陆轨迹分为三段:直线下滑段,进入段和拉起段,据此计算出的纵向着陆轨迹,能够保证无人机有较小的着陆速度和正确的着陆姿态,使无人机在预定地点安全成功地回收.该计算结果与实际试飞结果有很好的一致性.
【总页数】4页(P74-77)
【作者】张才文;周同礼
【作者单位】南京航空航天大学无人机所,南京,210016;南京航空航天大学无人机所,南京,210016
【正文语种】中文
【中图分类】TJ0
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