基于偏振光的無人機導航平臺設計.pdf

1、偏振光傳感器樣機的設計和機器人上的驗證為導航技術開辟了一片新天地，然而偏振光在三維空間的導航目前還處于初步探索階段。本文以偏振光在三維空間上的導航應用需求為背景，設計并搭建了基于偏振光的無人機導航實驗平臺和導航仿真平臺:導航實驗平臺旨在為偏振光傳感器提供完整的空中導航性能測試，以及偏振光組合導航算法的后期實際驗證;導航仿真平臺旨在為偏振光組合導航算法的研究提供各種機載傳感器數(shù)據(jù)源，以及偏振光組合導航算法的前期仿真驗證。兩平臺相輔相成、互

2、為補充，共同為偏振光導航在三維空間的測試及應用奠定基礎。
　　本文分析了天空中偏振光的分布規(guī)律及仿沙蟻結構的偏振光傳感器機理;討論了偏振光傳感器在二維機器人和三維無人機的導航原理;推導了機載偏振光傳感器數(shù)據(jù)仿真原理，為后續(xù)導航平臺的搭建提供了理論支撐。
　　在基于偏振光的無人機導航實驗平臺方面。本文首先分別完成了導航實驗平臺的總體結構設計、硬件設計、導航算法設計及控制算法設計;然后在導航實驗平臺設計的基礎上，完成了導航實驗平

3、臺的軟硬件搭建;最后對導航實驗平臺進行了飛行實驗，證明了導航實驗平臺具有較好的導航性能，并且能夠完成偏振光傳感器數(shù)據(jù)的采集任務。
　　在基于偏振光的無人機導航仿真平臺方面。本文首先構建了導航仿真平臺的總體結構;然后利用Aerospace和Aerosim工具箱搭建了無人機模型、飛行環(huán)境模型、機載傳感器數(shù)據(jù)仿真模型等關鍵模塊;最后通過捷聯(lián)慣導數(shù)據(jù)仿真和機載偏振光傳感器數(shù)據(jù)仿真對仿真平臺進行了測試，證明了仿真偏振光方位角能夠很好的模擬實