基于北斗系统的无人机送货飞行定位研究

基于北斗系统的无人机送货飞行定位研究终端配送是快递业务中的重要环节,本文以无人机在终端配送中的应用为契机,构建基于无人机作为载体的快递系统,分析系统中各个环节的作用,突出导航定位与路径规划在无人机送货系统智能化中的作用,从而对导航与路径规划进行研究。首先,无人机飞行导航的重点是卫星导航,本论文研究利用我国自主卫星定位系统(北斗导航卫星定位系统)解决送货无人机的航行定位问题。论文介绍了北斗导航卫星定位系统的组成及发展演变过程,从卫星定位原理出发分析了卫星轨道、原子钟精度、电离层延迟、多路径效应对北斗导航卫星定位精度的影响,利用Lab VIEW编程进行测量,分析其在应用于无人机送货任务中定位精度的不足,研究采用差分定位提高北斗定位精度。通过介绍差分定位原理以及基准站坐标获取方法,利用实验手段,对待测点实时测量值、长时间平均值、差分定位值进行对比比较,验证了差分定位能够显著提高北斗卫星定位精度,满足无人机送货系统对定位精度的要求。

并利用定位器、串口、计算机组成硬件系统,通过Lab VIEW编程平台,研究了Lab VIEW调用百度地图的软件设计方法并编制了软件,构成定位信息采集显示的软硬件系统,实现了抽象的经纬度信息与具体地图的结合,达到了无人机飞行位置的更直观显示。其次,卫星导航是无人机送货飞行定位中的一个重要环节,但是要想实现无人机送货的智能控制,还需要对无人机飞行路线进行规划。就规划算法而言存在多种,但传统的规划算法在应用于实际的飞行控制领域会面对新的问题。本文通过对A*算法点的扩展中加入转弯角与俯仰角限制,结合无人机通信状况、禁飞区、地形等模型设置,改进A*算法计算过程,对规划时间进行优化,缩短其路径规划时间,通过MATLAB仿真验证了对扩展点的限制提高了路径规划效率。