基于粒子滤波的无人机自主轨迹视觉导航控制方法研究

来源：计算机测量与控制杂志2022年第9期北京时间：

作者：张玲

单位：榆林职业技术学院 基础部

摘要：针对现有无人机导航控制方法存在的控制效果不佳的问题,本文提出一种基于粒子滤波的无人机自主轨迹视觉导航控制方法研究。利用粒子滤波算法,实现对无人机自主轨迹视觉导航控制方法的优化设计。采用栅格法构建无人机飞行环境地图,根据无人机的机械组成结构和工作原理,构建运动状态模型。利用内置的摄像机设备采集视觉图像,执行图像灰度转换、几何校正、滤波等预处理步骤。通过对视觉图像的特征提取,判断当前环境是否存在障碍物。利用粒子滤波算法确定无人机位姿,结合障碍物识别结果规划无人机的自主飞行轨迹。将位置、速度和姿态角的控制量计算结果,输入到安装的导航控制器中,完成无人机的自主轨迹视觉导航控制任务。通过实测分析得出结论：应用设计的导航控制方法,其位置误差、速度误差以及姿态角误差均维持在预设值以下,即设计的导航控制方法具有良好的控制效果。

关键词：粒子滤波;无人机自主导航;轨迹视觉;导航控制;

基金资助：榆林市科技计划项目：“智能化应用技术研究—智能无人机视觉导航技术探究”项目编号（2019-116-03）