的研究,国外起步较早研究较多,控制技术更为先进,发展也更为成熟。在这些四旋翼无人飞行器研究项目中,具有代表性的有:斯坦福大学STARMAC系统、宾夕法尼亚大学HMX4项目、日本干叶大学无人机、瑞士洛桑联邦理工学院OS4。图1-2为斯坦福大学科研团队研制的STARMAC系统。STARMAC I是在 Draganflyer III机体的基础上自主设计研发了机载电子系统,集成了自主飞行所需万方数据第1章绪论的测量及通信功能。而STARMAC II是STARMAC I的改进型,STARMAC II机体采用推力更大的碳素纤维框架式结构,有效延长飞行时间的同时对螺旋桨起到保护作用,机身携带的摄像画面及飞行参数可以通过WIFI回传到地面控制站,通过大量的实验,最终实现了飞行器自主飞行及特技飞行‘10】。随后,基于设计的四旋翼飞行器,他们又对地面移动目标追踪问题进行了研究【“】。图1-2STARMAC U室外匕行 Fig.I-2 STARMAC outdoor flight 宾夕法尼亚大学HMX4无人飞行器,如图1-3所示,HMX4体积小巧,重约 7009,在四旋翼飞行器底部进行颜色标记,通过对标记点面积和位置变化的测量计算,得到飞行器的姿态角和空间位置信息,利用三轴陀螺仪测量的机体角速率进行飞行器姿态增稳控制。随后,HMX4的研发团队研制了一套基于地面和机载双摄像头的飞行器控制系统,借助高速摄像机飞行器采集姿态信息,利用反步法控制算法实现了飞行器复杂的翻转、避障、定点悬停、定点降落等复杂动作,控制系统具有极强的稳定性和鲁棒性‘12】【131。另外,GRASP实验室还完成了四旋翼无人飞行器编队飞行、室内3D环境测量、目标识别以及极端条件下的飞行试验【l 图1-3带有特殊标记的HMX4四旋翼飞行器 Fig.1-3 HMX4 quadrotor wi山a special llhark 万方数据
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