四轴飞行器视觉组合导航系统设计与实现

来源：计算机测量与控制杂志2014年第11期北京时间：

作者：成怡,金海林,樊冬雪

摘要：为实现四轴飞行器的自主飞行,设计了该视觉导航系统；采用基于ARM处理器的飞行控制器和导航控制器的双CPU结构,提高了系统的运行速度；飞行控制部分采用四元数解算姿态,运用经典的PID控制设计了X、Y、Z三个轴的PID控制器进行整个系统的飞行控制；导航部分采用不敏卡尔曼滤波(UKF)融合惯导位置和视觉位置,从而给出载体最优位置,提高导航精度；实验结果表明,基于图像和惯性导航的视觉组合导航方式可使导航精度保持在0.5 m内,同时整个系统具有较好的快速性和稳定性。

关键词：四轴飞行器;视觉导航;不敏卡尔曼滤波;四元数

基金资助：国家自然科学基金(61203302)；天津市应用基础与前沿技术研究计划项目(14JCYBJC18900)。