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《哈尔滨工程大学》 2010年
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无人机地面导航控制系统软件研究与设计

李想  
【摘要】: 随着计算机、人工智能、自动驾驶等高新技术的发展,无人机的种类日益增多,性能日趋完善。为了保证无人机可靠、有效地执行各种飞行任务,人们采用各种形式的地面导航控制系统对无人机的飞行状态和机载设备等进行实时监控。无人地面导航控制系统控制着整个无人机系统各项功能的成功实现,直接影响着整个系统性能,它是整个无人机系统的重要组成部分。 课题结合我校在研的无人机项目,对无人机地面导航控制系统软件进行研究与设计,旨在实现自动化的航迹规划,并对无人机进行实时导航控制,保证其顺利完成飞行任务。 论文首先介绍了课题的背景和意义,并对航迹规划技术、GIS技术及数据通信技术进行了研究,通过分析、比较各项技术的开发特点,确定技术实施方案。 论文对航迹规划算法进行了重点研究。在深入分析A*搜索算法原理的基础上,针对基本A*搜索算法在Open表数据排序中存在的低效性,提出一种将最小堆排序思想应用到Open表中进行数据排序的解决方案,以达到提高A*算法搜索效率的目的;在此基础上,将无人机自身物理性能约束及任务约束结合到搜索算法中,对A*算法进行完善,保证航迹的可行性及安全性;同时为了使规划的航迹利于飞行,论文提出一种全面的航迹平滑处理方法;并通过仿真验证了采用改进A*算法规划的航迹达到了规划要求。 最后结合项目需求及设计原则,提出无人机地面导航控制系统软件的总体设计方案,选择最适合课题需求的数据库及其访问技术,并对数据库逻辑结构进行详细设计。在此基础上,根据各功能模块要求,论文对无人机地面导航控制系统软件进行详细设计,并分别完成系统的在线测试及离线测试。 本设计方案满足了航迹规划要求,实现了对无人机实时导航控制,达到了项目的预期效果。
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