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题目:无人直升机多传感器数据融合技术研究

关键词:无人直升机,多传感器数据融合,卡尔曼滤波,加权融合,组合导航

  摘要



随着航空产业的技术的发展,无人直升机由于其潜在巨大的军用及民用价值成为各国研究的重点。多传感器的数据融合技术将有效的提高无人直升机在完成飞行任务的能力。利用性价比高、容易获得的传感器,使用与之相适应的融合方法,得到比单一传感器更为精确的测量数据。同时,保证无人飞行器的容错性,提高飞行器的生存能力是本文的研究目的。

本文介绍了现在常用的融合方法及本文研究的无人直升机的航电系统特点。在此基础上,选择了高度传感器、发动机转速传感器和组合导航系统三个方面进行了数据融合和仿真。

高度传感器的融合算法使用了两步融合的方法。先通过卡尔曼滤波对原始采集数据进行优化估计,再对估计结果利用加权融合的方法做最终处理。两步融合的结果比三个异质传感器的测量结果都有改进,同时融合克服了传感器在时变过程中的误差变化。融合结果有效且优质。

发动机传感器的融合针对两种情况分别进行了融合。融合结果通过有效分配各个传感器的权重的方法可以克服飞行过程中传感器出现故障或失效的情况。

本文设计了组合导航中的结构框架图,选择了融合过程中关键参数,并最终确定了用误差值作为时间更新量的融合算法。虽然没有完成仿真和实验,但相关工作的完成有助于未来工作者的设计和研究。