摘要：针对欠驱动四旋翼无人机在大角度和复杂机动飞行中的控制问题,提出了一种基于几何控制的轨迹跟踪方法,该控制器具有全局稳定性,系统可以从任何初始状态恢复。首先,对四旋翼系统构型进行建模,解决了非线性流形上平移动力学和旋转动力学之间的耦合效应;其次,针对动态系统的基本几何特征,采用微分几何方法设计了跟踪控制器;最后,对该系统进行仿真验证了轨迹跟踪的闭环稳定性。仿真结果表明,当初始姿态误差小于90°时,系统表现出指数稳定性;当初始姿态误差大于90°小于180°时,系统具有全局指数吸引性。

摘要：为突破无人机自主着陆技术工程应用中跑道目标快速鲁棒检测这一技术瓶颈,提出了一种基于YOLOv5网络架构的快速跑道检测方法。在YOLOv5网络架构的基础上进行改进,首先,对获取的机载前视图像进行数据增强,以提升网络模型的鲁棒性;其次,对不同尺度、不同维度特征进行融合,以提升网络检测精度;然后,在预测层损失函数的设计中融入跑道的几何特征,以优化预测模型。为验证方法的有效性,采用AirSim开发了复杂着陆场景下的可见光图像数据集,在此基础上对方法进行了测试。仿真结果表明,所提跑道检测方法的平均检测速度可达125 frame/s,平均检测精度为99%,优于传统目标检测方法,满足对跑道区域快速、精确检测的要求。