基于RTLinux平台的微型UAV姿态解算技术研究

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1、浙江大学硕士学位论文基于RTLinux平台的微型UAV姿态解算技术研究姓名：杨丽莎申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：王慧20050201ａｂｓｔｒａｃｔ　　　　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｔｈｅｓｉｓ，　ｔｈｅ　ａｔｔｉｔｕｄｅ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ａ　ＲＴＬｉｎｕｘ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｂａｓｅｄｍｉｎｉａｔｕｒｅ　ＵＡＶ（ｕｎｍａｎｎｅｄ　ａｅｒｉａｌ　ｖｅｈｉｃｌｅ）　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．　　　　Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ　ＵＡＶ　ｇｅｎｅｒａｌｌｙ　ｒｅｆｅｒ　ｔｏ　ｔｈｏｓｅ　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｅｑｕｉｐｐ

2、ｅｄ　ｗｉｔｈ　ｅｍｂｅｄｄｅｄｃｏｍｐｕｔｅｒ，　ＧＰＳ，　ＩＭＵ（ｉｎｅｒｔｉａｌ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｕｎｉｔ），　ｃａｍｅｒａｓ　ａｎｄ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，　ｅｔｃｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ二Ｔｈｅｙ　ｃｏｕｌｄ　ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈ　ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　ｆｌｉｇｈｔ　ｗｉｔｈｉｎ　ｌｉｍｉｔｓ，　ｏｂｊｅｃｔｌｏｃａｔｉｏｎ，　ｓｏ　ｉｔ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｃａｌｌｅｄ　ａｅｒｉａｌ　ｒｏｂｏｔ　　　　Ｉｔ　ｉｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｔｏ　ｋｎｏｗ　ｉｔｓ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｔｔｉｔｕｄｅ　ｒｅｌａ

3、ｔｉｖｅ　ｔｏ　ｅａｒｔｈ　ｆｒａｍｅ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏｌｏｃａｔｅ　ａ　ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃｓ　ｏｆ　ｉｔ．　Ｔｏ　ｅｓｔｉｍａｔｅ　ｔｈｅ　ｒｅａｌｔｉｍｅ　Ｅｕｌｅｒａｎｇｌｅｓ，　ｗｅ　ｍａｋｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ａ　ｃｏｍｐａｓｓ　ｔｈｒｅｅ　ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｔｈｒｅｅ　ｇｙｒｏｓ．　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆｔｈｅ　ｖｏｌｕｍｅ　ａｎｄ　ｗｅｉｇｈｔ　ｌｉｍｉｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ，　ａｌｌ　ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｒｅ　ｍｏｕｎｔｅｄ　ｉｎ　ａ　ｓｔｒａｐｄｏｗｎｗａｙ　ｉｎ　ｃ

4、ｏｎｔｒａｓｔ　ｔｏ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｇｉｍｂａｌｌｅｄ　ｐｌａｔｆｏｒｍ．　Ｔｈｅｒｅｂｙ，　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｔｗｏ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｗｈｉｃｈｎｅｅｄ　ｍｏｒｅ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ．　Ｏｎｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ａｔｔｉｔｕｄｅ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｃｏｎｖｅｒｔ　ｔｈｅｄａｔａ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｂｏｄｙ　ｆｒａｍｅ　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ｓｅｎｓｏｒｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｔｔｉｔｕｄｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｔｏ　ｔｈｅｅａｒｔｈ　ｆｒａｍｅ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｎａ

5、ｖｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ．Ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｉｓ　ｔｏ　ｆｕｓｅ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｓｅｔｓ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｅｎｓｏｒｓ．　　　　Ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｂｏｖｅ，　ｔｈｅ　ｔｈｅｓｉｓ　ｉｓ　ａｒｒａｎｇｅｄ　ａｓ　ｆｏｌｌｏｗｓ．　Ａｔ　ｆｉｒｓｔ，　ｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　ｍｉｎｉａｔｕｒｅ　ＵＡＶ　Ｔｈｅｎ　ｏｖｅｒｓｅａｓａｎｄ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｓｔｕ

6、ｄｉｅｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ａｔｔｉｔｕｄｅ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉａｔｕｒｅ　ＵＡＶ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｌａｂ　ｉｓ　ａｎａｌｙｓｅｄ　ａｎｄａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ａｔｔｉｔｕｄｅ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　　　　Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｎｂｏａｒｄ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｆｏｒｍｉ

7、ｎｉａｔｕｒｅ　ＵＡＶ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌｓ．　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ　ｏｆｇｅｎｅｒａｌ　Ｌｉｎｕｘ，　Ｈｏｗ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ａｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｌｉｎｕｘ　ｓａｔｉｓ尔ｎｇ　ｏｕｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ　ｉｔ　ｏｎｔｏ　ＰＣ／１０４　ｉｓ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ．　Ａｔ　ｌａｓｔ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｔｔｉｔｕｄｅ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ