基于视觉的无人机自动空中加油仿真系统设计

摘要

为验证基于单目视觉的相对位姿估计算法在硬管式无人机自动空中加油应用中的性能,设计了基于MATLAB/Simulink和Vega Prime的虚拟现实仿真系统,提出了设计了基于单目视觉的导航算法,建立了加油机、无人机动态模型和大气扰动及加油机尾涡模型.仿真结果表明,单目视觉导航算法在近距离导航中可以获得高精度的相对位姿估计结果,位置分量的估计误差保持在± 5cm范围内,姿态角的估计误差保持在± 1度范围内,满足自动空中加油对相对位姿精度要求.文中进一步提出了基于扩展卡尔曼滤波器的视觉传感器、GPS和INS导航数据融合算法思路, 以提高相对位姿估计的数据精度.