收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于小型无人机系统驱动模块形式化验证的研究

曾泽锋  
【摘要】:小型无人机自被发明以来就一直吸引着社会各个领域的眼球,几十年的发展历史更是证明了其具有无限的发展潜力。在当今社会中,小型无人机已无处不在,成为了人们生活中的一部分。然而,伴随着小型无人机日渐广泛的应用,其安全问题也日渐突出,对群众的人身财产安全带来了一定的威胁。因此,小型无人机的安全问题需要得到重视并改善。在系统安全可靠性的研究上,计算机领域新兴了系统安全可靠性验证的先进技术。2015年,美国耶鲁大学计算机系Flint实验室推出一个名为CertiKOS(Certified Kit Operating System)的微内核。同时也表示,该微内核的实现模块都经过了安全可靠性验证,极大地改善了系统中存在着未知的错误和BUG等问题。本论文为从系统软件层面上来改善并提高小型无人机系统的安全可靠性,重新对小型无人机系统中的底层驱动模块和上层姿态模块进行设计与实现。针对底层驱动模块的设计与实现,本论文创新性地提出结合计算机系统软件验证先进技术,对无人机系统中的底层驱动模块进行安全可靠性的验证,从驱动层面改善无人机系统中可能存在着的未知的错误和BUG,从而提高无人机系统在飞行过程中的安全可靠性。针对上层姿态模块的设计与实现,本论文运用了优化算法中的梯度下降法,该方法相对于传统的基于扩展卡尔曼滤波器的姿态估计解算,在性能上相当,实现上简单,计算量较小,很好地降低了CPU的计算负载。最后,本论文将经过安全可靠性验证的模块与系统中的其他未经验证的模块相结合构成混合验证无人机飞行系统,并应用到实际小型无人机平台上。相关的实验结果表明,验证模块能够很好地应用于实际系统当中,从无人机系统软件驱动层面来改善其可能存在着的未知的错误和BUG,进而提高无人机系统在作业过程中的安全可靠性。总之,针对如何提高无人机系统的安全可靠性的问题上,本论文的研究具有重大的意义。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:V279

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔秀敏,王维军,方振平;小型无人机发展现状及其相关问题分析[J];飞行力学;2005年01期
2 范丽京;;美国、以色列小型无人机发展概览[J];航空科学技术;2007年03期
3 付鹏伟;;小型无人机对地目标盘旋跟踪仿真[J];通信技术;2012年01期
4 更云;;波音公司联合谢菲尔德大学利用3D打印技术制造小型无人机[J];轻兵器;2014年09期
5 云超;李小民;郑宗贵;刘品;;中小型无人机建模分析与仿真研究[J];计算机仿真;2013年11期
6 陆佩华;小型无人机作用不小[J];科学启蒙;1996年06期
7 侯帅;李文杰;;美陆军正评估小型无人机系统[J];飞航导弹;2005年11期
8 张元明,赵鹏飞,何颖,赵景丽;热压罐成型小型无人机机体结构用复合材料[J];玻璃钢/复合材料;2005年02期
9 文苏丽;阿雯;;小型无人机将成为美国新无人飞行系统项目的主力[J];飞航导弹;2008年11期
10 孙晓媛;;某小型无人机空中风干扰模拟的简易算法与实现[J];大众科技;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李晓宇;蒲立;唐小虎;;小型无人机的图像采集系统及目标识别[A];2004中国空中机器人大赛论文汇编[C];2004年
2 赵欣欣;刘培志;王晋华;瞿蓉;;微小型无人机飞行信息在电子地图上的实时处理[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
3 辛哲奎;方勇纯;张玉东;申辉;张葛;;基于视觉的小型无人机地面目标状态估计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 蒲立;李晓宇;王挺;唐小虎;韩志杰;;简化配置小型无人机系统及其模糊PID控制[A];2004中国空中机器人大赛论文汇编[C];2004年
5 潘倩兮;赵龙;张常云;;自适应Kalman滤波算法在小型无人机自主导航中的应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 王刚;胡峪;宋笔锋;;基于正弯度翼型的手掷飞翼布局小型无人机优化设计[A];探索 创新 交流——第五届中国航空学会青年科技论坛文集(第5集)[C];2012年
7 王林;张庆杰;朱华勇;沈林成;;远程异地多无人机系统控制权切换技术研究[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
8 谭健美;张琚;闫娟;;信息无人机系统——无人机发展史上新的里程碑[A];第二届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2006年
9 黄爱凤;邓克绪;;民用无人机发展现状及关键技术[A];第九届长三角科技论坛——航空航天科技创新与长三角经济转型发展分论坛论文集[C];2012年
10 刘长亮;;无人机发动机气道开度自适应机构的设计与实现[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第三分册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 俞慧友 通讯员 周威;国防科大学员自主研发新型救灾小型无人机[N];科技日报;2013年
2 ;俄罗斯利用无人机查找非法移民有收获[N];新华每日电讯;2009年
3 吴蔚;FAA公布小型无人机空域飞行取证基本规定[N];中国航空报;2008年
4 洪山;法国、德国和西班牙签约共同研发三国无人机系统[N];中国航空报;2007年
5 崔玺康;对抗无人机所面临的新挑战[N];中国航空报;2007年
6 林英;无人机将进入现代化农业领域[N];光明日报;2007年
7 本报记者 陈永杰 马佳;中国无人机亮相:战争“零伤亡”将实现[N];北京科技报;2008年
8 祖茜枫;“综合者”:携带小导弹的小无人机[N];中国国防报;2008年
9 王磊;印度期望打造强大无人机部队[N];学习时报;2009年
10 李荔;无人机“俯瞰”黄河灾情[N];北京科技报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李湛;基于鲁棒补偿的小型无人机飞行控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 刘洋;动态环境中的无人机路径规划研究[D];西北工业大学;2015年
3 高九州;无人机自主着陆控制[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年
4 杨永明;无人机遥感系统数据获取与处理关键技术研究[D];昆明理工大学;2016年
5 孙小雷;基于多阶段航迹预测的无人机任务规划方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 张艳超;农田信息低空遥感中图像采集与处理的关键技术研究[D];浙江大学;2016年
7 王刚;一种螺旋桨动力配平的小型电动无尾无人机研究[D];西北工业大学;2016年
8 张潮;神经智能控制在小型快递无人机系统中的研究与应用[D];北京科技大学;2017年
9 李辰;面向四旋翼无人机的非线性控制方法与实现[D];浙江大学;2017年
10 徐博;植保无人机航线规划方法研究[D];中国农业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾泽锋;基于小型无人机系统驱动模块形式化验证的研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
2 李建明;低空轻小型无人机遥感图像快速拼接关键技术研究[D];中国地质大学(北京);2015年
3 刘慧;基于超声波测距技术的小型无人机高度测量方法研究[D];内蒙古工业大学;2015年
4 郑华美;小型无人机地面站软件系统的设计与实现[D];电子科技大学;2015年
5 段渭超;面向小型无人机的视觉高度测量和目标识别技术研究与FPGA优化[D];国防科学技术大学;2013年
6 杨磊;基于STM32的小型无人机飞行控制系统设计[D];东北农业大学;2016年
7 董国红;轻小型无人机POS系统海岛礁无控制测图技术研究[D];辽宁工程技术大学;2015年
8 宁昭凯;小型无人机自动驾驶仪硬件设计及姿态算法研究[D];沈阳航空航天大学;2016年
9 张志栋;小型无人机自动驾驶仪分析与设计[D];中国民航大学;2014年
10 胡科林;基于轻小型无人机的低空摄影测量方法研究[D];中国地质大学(北京);2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026