基于复合标志的四旋翼无人机自主降落系统
文档名：基于复合标志的四旋翼无人机自主降落系统
摘要：四旋翼无人机能否快速、精确地降落在地面充电装置或回收装置上是实现空地机器人协同的关键步骤之一.提出了一种基于视觉的四旋翼无人机在静止平台上自主降落的模型化框架,设计了基于AprilTag的复合标签着陆标志,将视觉测量与无人机自驾仪提供的状态信息利用卡尔曼滤波器进行融合,提高无人机位姿估计精度.利用PID控制器计算无人机的期望加速度,并将其转化为无人机的姿态指令,使得无人机飞行到期望位置.在专用模拟器下,对提出的无人机自主降落系统进行了多次仿真,仿真结果表明,无人机的平均降落误差小于5cm,验证了无人机自主降落系统的有效性和精确性.
Abstract：QuicklyandaccuratelylandingonthegroundrechargingstationorrecoverydeviceisthemostcriticalphaseforaquadrotorUAVtoachieveair-groundrobotscooperation.Avision-basedmodellingframeworkforautonomouslandingofquadrotorUAVonstationaryplatformisproposed.CompositelablelandingmarkerbasedonAprilTagisdesigned.ThevisionmeasurementandstateinformationfromtheUAVflightautonomysystemarefusedbyKalmanfiltertoimprovetheposeestimationprecisionofUAV.ThedesiredaccelerationofUAViscalculatedbyPIDcontroller,thenconvertedtoattitudecommandoftheUAV,makingitflytothedesiredposition.MultiplesimulationarecarriedonautonomouslandingsystemofproposedUAVunderdedicatedsimulator,andthesimulationresultsshowthatthemeanlandingerrorofUAVislessthan5cm,theeffectivenessandaccuracyofUAVautonomouslandingsystemareverified.
作者：袁泽慧 陈国栋 张亚 王忠言 Author：YUANZehui CHENGuodong ZHANGYa WANGZhongyan
作者单位：中北大学机电工程学院,山西太原030051江苏省机器人技术及智能制造装备工程实验室(苏州大学),江苏苏州215021
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(3)
分类号：TP249
关键词：四旋翼无人机自主降落低成本单目摄像头卡尔曼滤波器
Keywords：qudrotorUAVautonomouslandinglow-costmonocularcameraKalmanfilter
机标分类号：TP273TP391.41V279
在线出版日期：2024年3月29日
基金项目：山西省回国留学人员科研资助项目，江苏省机器人技术，智能制造装备工程实验室(苏州大学)开放基金资助项目，山西省基础研究计划资助项目基于复合标志的四旋翼无人机自主降落系统[
期刊论文]传感器与微系统--2024, 43(3)袁泽慧陈国栋张亚王忠言四旋翼无人机能否快速、精确地降落在地面充电装置或回收装置上是实现空地机器人协同的关键步骤之一.提出了一种基于视觉的四旋翼无人机在静止平台上自主降落的模型化框架,设计了基于AprilTag的复合标签着陆标志,将视觉测...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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