基于Mesh通信网络的四旋翼编队控制平台研究与实现

摘要

随着无人机技术的发展，无人机投入到军事或民用场景下的应用越来越多。在一些情况下，由于单个无人机自身功能复杂性的限制难以满足应用需求，通常要采用多个无人机协同完成目标任务，多无人机的协同控制技术已成为目前控制领域一个非常重要的研究方向。由于其能够提高工作效率，并且能完成更加复杂的任务，因此在空间、海洋探测，恶劣环境搜救等诸多领域具有广泛应用前景。
　　本文结合当前多机器人协同控制的热点，提出了一种基于无线Mesh通信网络实现多四旋翼飞行器分布式自主编队方法，探讨了多四旋翼飞行器协作平台的组建方案以及编队控制算法。基于开源飞控方案的开放性，可以扩展应用的特点，采用Pixhawk和DJI M100搭建了多四旋翼飞行器协作的实验平台，在此基础上，组建了多机通信的无线Mesh网络，使得多个四旋翼飞行器之间能够通过数据通信获得感知邻居的能力，并且设计完成了分层的系统软件，实现了多四旋翼飞行器系统的分布式编队。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容

1．4 本章小结

第2章 多四旋翼编队平台方案设计

2．1 多四旋翼飞行器平台硬件组成

2．2 多四旋翼飞行器平台软件架构

2．3 多四旋翼飞行器编队系统工作流程

2．4 本章小结

第3章 编队控制算法和避障方案

3．1 分布式编队控制方案确定

3．2 混合避障方案确定

3．3 本章小结

第4章 四旋翼飞行器单机设计

4．1 Pixhawk开源飞行器系统

4．2 DJI Matrix 100飞行器系统

4．3 本章小结

第5章 Mesh通信网络的搭建

5．1 无线Mesh网络介绍与方案确定

5．2 无线Mesh通信网络组成

5．3 通信数据内容和格式

5．4 多机通信功能实现

5．5 多机通信测试

5．6 本章小结

第6章 多四旋翼分布式组网编队的实现

6．1 软件需求分析

6．2 多四旋翼编队系统软件实现

6．3 实验测试和实验结果

6．4 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 研究内容总结

7．2 展望

参考文献

硕士期间发表论文