無人機姿態控制

項目簡介

作為人工智能應用的一個細分領域,無人機的定姿定位飛控毫無疑問有著廣闊的發展空間空間。

客戶背景

民用方面,無人機+行業應用,是無人機真正的剛需;目前在航拍、農業、植保、微型自拍、快遞運輸、災難救援、觀察野生動物、監控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災、影視拍攝、制造浪漫等等領域的應用,大大的拓展了無人機本身的用途

項目背景

近年來,無人機吸引了不少的關注和討論,巨頭對無人機青睞有加。國外方面,亞馬遜啟動了Prime Air的無人機物流計劃,已經進入了第 9 代產品的研發;“臉譜”CEO馬克·扎克伯格在2015巴塞羅那全球移動大會上就表示,Facebook仍在繼續無人機、激光器及人造衛星的研發工作。國內方面,DJI 大疆在消費級航拍市場發展迅猛,剛剛成立的Ehang 也推出了Ghost,最近也獲得了一筆新的 A 輪融資。極飛 (XAIRCRAFT)是國內最早開始研發多旋翼無人機的公司之一,成立于 2007 年,總部在廣州,由前微軟中國區 MVP 彭斌創立。激烈的競爭既是壓力也是動力。在原有的汽車定位產品的基礎上,作進一步改進,已實現在直升機載體上的初步應用。下一步即是做定位系統與各型無人機場景的深度融合。

業務挑戰

無人機飛行環境的高度動態性、不確定性和復雜性是無人機自主控制技術發展面臨的主要問題。無人機在構造上與無人車的不同,無人機在平衡,耗能上都有較高的要求,無法搭載許多的傳感器。GPS在人口稠密的環境像叢林和濕地,往往不是很有效率。探索這些地方時,會給無人機的設計產生負面影響。無人機飛行過程中很容易受到干擾,控制技術將會是無人機技術的關鍵,這些技術用于管理無人機受到不同元素影響時的應變能力。

解決方案

無人機相比于地面車輛,因為自由度更多,風振明顯,調姿更加困難。無人機飛控系統中的核心是高精度IMU及相應的減振措施和融合算法。常規PID控制器應用在系統噪聲復雜的飛行控制中具有一定的局限性,,控制器的參數難以自動調整 ,飛行姿態穩定效果不理想。針對上訴問題與難點,采用卡爾曼濾波器與常規PID控制器結合的控制優化算法。

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