无人机姿态控制

项目简介

作为人工智能应用的一个细分领域,无人机的定姿定位飞控毫无疑问有着广阔的发展空间空间。

客户背景

民用方面,无人机+行业应用,是无人机真正的刚需;目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用,大大的拓展了无人机本身的用途

项目背景

近年来,无人机吸引了不少的关注和讨论,巨头对无人机青睐有加。国外方面,亚马逊启动了Prime Air的无人机物流计划,已经进入了第 9 代产品的研发;“脸谱”CEO马克·扎克伯格在2015巴塞罗那全球移动大会上就表示,Facebook仍在继续无人机、激光器及人造卫星的研发工作。国内方面,DJI 大疆在消费级航拍市场发展迅猛,刚刚成立的Ehang 也推出了Ghost,最近也获得了一笔新的 A 轮融资。极飞 (XAIRCRAFT)是国内最早开始研发多旋翼无人机的公司之一,成立于 2007 年,总部在广州,由前微软中国区 MVP 彭斌创立。激烈的竞争既是压力也是动力。在原有的汽车定位产品的基础上,作进一步改进,已实现在直升机载体上的初步应用。下一步即是做定位系统与各型无人机场景的深度融合。

业务挑战

无人机飞行环境的高度动态性、不确定性和复杂性是无人机自主控制技术发展面临的主要问题。无人机在构造上与无人车的不同,无人机在平衡,耗能上都有较高的要求,无法搭载许多的传感器。GPS在人口稠密的环境像丛林和湿地,往往不是很有效率。探索这些地方时,会给无人机的设计产生负面影响。无人机飞行过程中很容易受到干扰,控制技术将会是无人机技术的关键,这些技术用于管理无人机受到不同元素影响时的应变能力。

解决方案

无人机相比于地面车辆,因为自由度更多,风振明显,调姿更加困难。无人机飞控系统中的核心是高精度IMU及相应的减振措施和融合算法。常规PID控制器应用在系统噪声复杂的飞行控制中具有一定的局限性,,控制器的参数难以自动调整 ,飞行姿态稳定效果不理想。针对上诉问题与难点,采用卡尔曼滤波器与常规PID控制器结合的控制优化算法。