摘要：针对地面火灾区域识别的实时性要求,提出了一种高精度的地面烟火面积快速测量方案,通过电子测量手段和视觉传感图像甄别方法,对拍摄图像的特征区域进行处理。根据单目视觉测距成像原理,采用无人机航拍为该测量过程提供相应参数及烟火区域方位信息。系统采用视觉图像分割与堆叠技术,初步判别存在烟火区域特征并进行人工圈定边界识别,运用人机交互进行实时烟火面积判断测量。实验结果表明:通过无人机实际飞控测量及软件处理,能准确判断地面烟火区域及位置信息,模拟烟火区域面积测量精度为10^-3 m^2,测量相对误差低于5%,垂直拍摄平均相对误差低于1.3%。

摘要：在四旋翼飞行器控制系统优化问题的研究中,四旋翼飞行器时常会受到外界扰动而易出现抗干扰能力差、控制精度低等问题。针对上述问题,设计了一种以反步法为基础,结合自适应原理,引入积分环节的增稳积分反步自适应位置控制算法,为减少系统响应时间,根据切换控制的思想,设定限定调节带状区域,用以判定是否加入积分环节。在姿态控制上,采用反步鲁棒自适应控制算法进行控制。将四旋翼飞行器控制系统内环设计为姿态控制,外环设计为位置控制。实验结果表明,所设计的控制算法能够有效的抑制干扰,提高系统的控制精度和鲁棒性。

摘要：为了解决传感器自身累计误差和周围环境随机误差对姿态最优估计影响的问题,提出了一种基于STM32的姿态解算系统设计方案。该系统由低成本的航姿参考系统(AHRS)和STM32F405微处理器组成。采用四元数坐标换算,将陀螺仪、加速度计和磁罗盘三者数据进行融合,姿态偏差采用双环PI控制器进行修正,并采用互补滤波算法解算出飞行器姿态信息。搭建了四旋翼飞行器半实物仿真平台,模拟飞行器空中悬停时姿态。实验结果表明,该系统较好地解决了噪声干扰与姿态最优估计问题,实现了长时间稳定地输出准确可靠的姿态数据的要求。

摘要：为了解决低成本小型无人机航姿精密测量的问题,设计了一种基于MARG传感器的航向测量系统方案。该系统由MEMS IMU、电子罗盘和STM32F407微处理器组成,采用运算量较小的梯度下降算法和改进型二阶互补滤波算法将具有互补特性的电子罗盘和IMU进行数据组合滤波,并基于四元数进行坐标转换,解算出飞行器航向信息。通过对航向测量系统的实验测试及其在旋翼飞行器上的验证分析,结果表明,在没有外界信息辅助的情况下,该系统较好地解决了噪声干扰与航向测量问题,可以满足小型旋翼无人机对航向信息的要求。