室内多传感器微型四旋翼自主悬停控制方法研究

该研究论文深入探讨了微型四旋翼在室内环境下的自主悬停问题，这是一个关键的自动化技术挑战。传统的室外定位系统在室内环境可能无法有效工作，因为信号可能会受到建筑物结构的影响。论文的作者，李帅阳、武凌羽、张长毛和马忠丽，来自哈尔滨工程大学自动化学院，他们针对这一问题提出了创新的解决方案。 他们的方法是基于多传感器的设计，主要利用了四旋翼飞行器上的分布式传感器网络。首先，这些传感器包括姿态和位置传感器，如陀螺仪、加速度计和磁力计，用于实时获取飞行器的姿态（俯仰、偏航和滚转）以及相对位置信息。这有助于飞行器建立精确的空间感知，为自稳飞行提供基础。 接着，他们通过设计专用的控制装置，结合飞行器的内部控制系统，实现了姿态的稳定控制，确保四旋翼在没有外部定位系统的支持下也能保持稳定的悬停状态。在水平方向上，他们利用室内基站定位平台和光流传感器的实时速度反馈，对飞行器的位置进行精确调整。光流传感器能捕捉到周围环境的运动，这对于飞行器在室内的定位至关重要。 在垂直方向上，论文介绍了一种融合超声波和气压计的策略来控制飞行高度。超声波传感器能够测量飞行器与地面的距离，而气压计则依赖大气压力变化来估计高度。通过集成这两种传感器的数据，可以实现对飞行高度的精细控制，确保飞行器在室内空间的高度稳定。 最终，这项研究旨在实现对微型四旋翼飞行器的全方位室内空间位置控制，使其能够在指定区域内精确悬停，并且只在极小的范围内产生波动。通过仿真研究，研究人员验证了这种方法的有效性和实用性，证明了基于多传感器的室内自主悬停控制技术的可行性和潜在的应用价值。 这篇论文不仅提供了理论基础，也为微型无人机在室内环境中的自主导航和控制提供了新的思路和技术支持，对于自动化技术领域，特别是无人操控飞行器技术的发展具有重要意义。它展示了如何利用多源数据融合和先进的控制算法，解决复杂环境中的自主控制问题，具有很高的学术价值和实际应用潜力。