基于红外检测的四旋翼飞行避障算法研究

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1、￣单位代码１０６０２Ｉ学号２０１３０１０９４３分类号ＴＰ２７３级公开互幽為－呼爲＇、淨ＧＵＡＩＭＧＸＩＩＭＯＰＭＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕壬学隹＾文基于红外检测的四旋翼飞行避障算法研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｆｌｉｈｔｏｂｓｔａｃｌｅａｖｏｉｄａｎｃｅｇａｌｇｏｒｉｔｈｍａｂｏｕｔｑｕａｄｒｏｃｏｐｆｉｅｒｂａｓｅｄｏｎｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔ；ｅｃ村ｏｎ学院：物理科学与技术学院专业：系统理论研究方向；智能识别及其算法年

2、级；２０１３级研究生：曾华才指导教师；陈若航王力虎教授完成日期：２０１６年４月基于红外检测的四旋翼飞行避障算法研究专业名称：系统理论申请人：曾华才指导教师：陈若航、王力虎教授论文答辩委！会、Ｉ斗、主席备）：命委賓：百＾基于红外检測的巧旋異飞行避捧算法研究研巧生！曾华才导师：陈若航、王力虎教授专业：系统理论方向：智能识别及其算法年级；２０１３级摘要四旋翼Ｗ其结构简单、易于维护，能轻易实现垂直起降、悬停旋转、全向飞、行等灵活动作，并容易

3、搭载诸如摄像头ＧＰＳ导航、无线通信等扩展设备。随着，本文旨在四旋翼避障方面进行探索四旋翼普及和安全问题日益凸显。，ＰＵ６０５０姿态控制方面本文采用基于Ｍ的传感器模块作为姿态数据来源，３２：ｉｉＳＴＭ１０３Ｃ８Ｔ６作为主控芯，配ｌ片。采集俯仰角、横滚角、偏航角速度数据合串级Ｐ瓜控制算法进行姿态控制，实现平稳飞斤。无线遥控方面，本文Ｗ手机运行ＡＰＰ的方式作为遥控设备，ＷＷＩＦＩ模块作为飞行器遥控数据接收单元，约定控制代码，采用ＴＣＰ／ＩＰ协议将量化的油口、偏航，实现对飞行器的控制

4、。、前进后退等数据发送到飞行器自主避障方面，本文Ｗ夏普红外测距模块所测数据作为避障的依据。四旋翼一搭载两个红外测距传感器，和步进电机起构成紅外雷达，设置在四旋翼顶面，３６０°一，ＴＭ水平方向不间断旋转，扫描测距测距动作和数据采集由块Ｓ３２单片机一统控制，综合数据后通过串口将数据发给主控巧片，采用最小方差的方法匹配扫描数据，辨识出位移变化和航向角变化，实现水平面上定点并锁定航向角。为实现纵向稳定一，本文在四旋翼底面设置个超声波模块，向下对地测量距离，自主控制油口实现纵向稳定。测距数

5、据融合遥控数据后，得到新的控制指令，传递。给姿态控制程序，进而实现自主避障动作本文通过对红外雷达测得的数据进行计算分析，验证了所设计数据处理算法的有效性和提出不足之处和改进设想。？瓜关键词：四旋翼：红外避障；串级；ＳＴＭ３２；－－ＩＡｂｓｔｒａｃｔＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｆｌｉｇｈｔｏｂｓｔａｃｌｅａｖｏｉｄａｎｃｅａｌｇｏｒｉｔｈｍａｂｏｕｔｕａｄｒｏｃｏｐｔｅｒｂａｓｅｄｏ田ｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｑＨｕａｃａｉＺｅｎｇＳｕｐｅｒｖｉ

6、ｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．Ｒｕｏｈａ打ｇＣｈｅｎ，Ｌ化ｕＷａｎｇＤｅａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｓｔｅｍｓｃｉｅｎｃｅＧｕａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔＧｕｉｌｉｎ５４１００４ｐｙ，ｇｙ，ＡｂｓｔｒａｃｔｕａｄｒｏｃｏｔｅｒｗｉｔｈｉｔｓｓｉｍｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅａｓｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｅａｓｉｌａｃｈｉｅｖｅＱｐ，ｐ，ｙｙ－ｖｅｒｔｉｃａｌｔａｋｅｏｆｆａｎｄｌａｎｄｉｎｈｏｖｅｒｒｏｔａｔｉｏｎｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｆｌｉｈｔｎ

7、ｄｏｔｈｅｒｆｌｅｘ化ｌｅｇ，，ｇａ化＊ｍｏｖｅｍｅｎｔｓａｎｄｅａｓｃａｒｒｓｕｃｈａｓ〇〇１１１£化ＧＰＳｎａｖｉａｔｉｏｎｗｉｒｅｌｅｓｓ，，，ｙｙｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｎｓａｎｄｏｔｈｅｒｅｘａｎｓｉｏｎｅｕｉｍｅｎｔ．Ｗｉ化ｌ；ｈｅｏｕｌａｒｔｏｆｔｈｅｉｐｑｐｐｐｉｙｕａｄｒｏｃｏｔｅｒａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｌｒｏｍｉｎｅｎｔｓｅｃｕｒｉｔｉｓｓｕｅｓｔｈｉｓａｅｒａｉｍｓＵ）ｅｘｌｏ化ｑｐｇｙｐｙ，ｐｐｐ

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