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关于基于LGMD的无人机避障方法的研究论文.pdf

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简介:
本文探讨了一种基于LGMD(水平眼跳模型)的无人机障碍物规避技术,提出了一套高效的实时避障策略,旨在提升无人机在复杂环境中的自主导航能力。 为了提高无人机避障的灵活性与可靠性,本段落提出了一种基于LGMD(Lobula Giant Movement Detector)的无人机避障方法。通过将视场划分为上、下、左、右四个方位,并形成4个方向竞争机制下的C-LGMD模型,在Matlab软件中实现算法并进行视频仿真分析。随后,该算法被移植到无人机硬件系统并在悬停测试和实时飞行实验中进行了验证研究。 从视频仿真分析及悬停测试的结果来看,所提出的算法能够有效识别不同方位的障碍物,并展现出良好的避障性能与鲁棒性;在实际飞行试验中,无人机能够在室内环境中实现三维空间的有效避障,进一步证明了该方法具有较高的可靠性。本研究表明为未来探索更高效、可靠的无人机避障技术提供了有价值的参考依据。

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  • LGMD.pdf
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    本文探讨了一种基于LGMD(水平眼跳模型)的无人机障碍物规避技术,提出了一套高效的实时避障策略,旨在提升无人机在复杂环境中的自主导航能力。 为了提高无人机避障的灵活性与可靠性,本段落提出了一种基于LGMD(Lobula Giant Movement Detector)的无人机避障方法。通过将视场划分为上、下、左、右四个方位,并形成4个方向竞争机制下的C-LGMD模型,在Matlab软件中实现算法并进行视频仿真分析。随后,该算法被移植到无人机硬件系统并在悬停测试和实时飞行实验中进行了验证研究。 从视频仿真分析及悬停测试的结果来看,所提出的算法能够有效识别不同方位的障碍物,并展现出良好的避障性能与鲁棒性;在实际飞行试验中,无人机能够在室内环境中实现三维空间的有效避障,进一步证明了该方法具有较高的可靠性。本研究表明为未来探索更高效、可靠的无人机避障技术提供了有价值的参考依据。
  • 速度
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    本文探讨了利用速度障碍法进行机器人避障的技术细节与应用,分析并改进现有算法,以提高移动机器人的自主导航能力和安全性。 本段落探讨了速度障碍法在多智能体系统中的应用,特别关注于该方法如何帮助智能体实现有效的避障,并研究了在这种情境下选择最优速度的问题。
  • 移动目标跟踪及策略.pdf
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    本研究论文探讨了移动机器人的目标追踪和自主避障技术,提出了一种高效的路径规划算法,以提高机器人在复杂环境中的导航能力。 移动机器人目标跟踪与避障方法研究由李培鹏和徐贺提出。该文旨在探讨适用于二维平坦地面及三维崎岖地形的移动机器人定点目标跟踪与避障技术,针对这一主题进行了深入的研究。
  • 改进速度在多碰规划中应用.pdf
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    本文探讨了如何通过改进的速度障碍算法优化多机器人系统的碰撞避免策略,旨在提高其灵活性和效率。 针对多移动机器人运动协调中的动态安全避碰问题,在分析速度障碍法原理的基础上设计了用于机器人之间相互避让的互动速度法则,并通过制定机器人的碰撞时间、碰撞距离因子对构型障碍进行实时调整,将运动障碍物、动力学约束下的多步可达窗口及目标点映射到一种速度变化空间中。这种转换使得多机器人的动态避碰问题转化为最优化问题,并构造了新的优化评价函数;设计了一种基于改进速度障碍法的机器人动态避碰规划算法。仿真实验表明,该方法有效解决了碰撞冲突,实现了多机器人之间的运动协调控制,提高了机器人追踪目标的速度和效率。
  • 工势场编队
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    本研究提出了一种基于人工势场理论的创新算法,用于解决多无人机编队飞行中的动态障碍物规避问题,显著提升了系统的自主性和安全性。 多无人机编队避障是无人机领域中的重要研究课题之一,涵盖了多个方面如多智能体系统协调、路径规划及实时避障技术。本项目采用人工势场法应对这一挑战,这是一种广泛应用且效果显著的策略。 该方法的基本原理在于:构建一个由吸引力和排斥力构成的人工势场模型;其中目标位置产生的吸引力驱动无人机向目的地移动,而障碍物则产生斥力以避免碰撞。通过这种机制,多架无人机可以在保持队形的同时动态调整航线避开障碍物。 在项目提供的代码文件中,“final_formation_with_obstacle_avoidance.m”可能是主程序,负责初始化编队、设定目标和障碍信息,并调用避障算法来实现飞行任务。“obstacle_avoidance.m”则可能包含具体的人工势场计算与避障决策逻辑。此文件会根据无人机位置及环境中的障碍物分布情况,为每架无人机生成相应的加速度或控制指令以达到避开障碍的目的。 “README.md”通常包括项目介绍、操作指南和必要的依赖库信息等内容,在本项目中可能详细说明了如何运行代码以及设置编队类型、目标位置和障碍数据的方法。“Multiagent_Project_report_zhengran_ZHU.pdf”应为项目的报告文档,深入探讨了人工势场法的理论基础、算法实现细节及其实验结果分析。作者可能会在其中讨论多种多无人机编队控制策略(如队长跟随或虚拟结构方法)与避障路径规划之间的结合,并通过仿真或实验证明该方案的有效性。 这个项目成功地利用人工势场法实现了复杂环境下的多无人机编队自主导航功能,对于推动相关技术的发展具有重要意义。通过对该项目代码和报告的学习研究,可以深入了解无人机编队控制、路径规划以及人工势场方法的应用实践。
  • STM32系统设计.pdf
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    本论文探讨了在基于STM32微控制器的无人机上实现高效避障系统的创新方法和技术,旨在提升无人机的安全性和自主飞行能力。 在当前无人机行业快速发展的背景下,飞行安全问题日益引起重视。然而,目前市面上大部分的无人机并未配备避障系统,而自主避障功能是确保其飞行安全性的重要环节。为此,本研究提出了一种基于STM32开发板和超声波模块设计的简单高效的无人机避障方案,并在搭载Pixhawk开源飞控系统的四旋翼无人机平台上进行了测试验证。 该避障系统的研发主要分为系统总体方案设计与硬件实现两大方面:在整体设计方案中,采用HC-SR04型超声波传感器作为测距装置,用于实时监测飞行器前方障碍物的距离;STM32开发板则负责处理这些数据以及来自遥控设备的信号。经过处理后的多路PWM信号能够有效控制无人机进行避障操作。此外,系统还包括了对遥控信号的数据处理模块、PPM编码器及飞控通信接口等组件,确保整个系统的稳定运行。 在硬件设计环节中,该方案涵盖了包括测距装置和执行机构在内的关键部件。其中作为核心的STM32开发板不仅能够接收并分析由超声波传感器提供的距离信息,同时也能处理来自遥控设备的数据,并输出指令给飞控系统以实现避障动作;HC-SR04型超声波传感器则用于检测障碍物的距离,为无人机提供必要的数据支持。 研究与验证工作是在配备了Pixhawk开源飞行控制器的四旋翼平台上进行的。该平台作为一个标准测试环境,通过集成上述设计中的避障方案,在实际操作中展示了良好的避障性能,并且具备一定的通用性——可以在不改变原有飞控软件的情况下移植到其他无人机平台使用。 在这一研究领域内,可以采用多种技术手段来实现有效的障碍物检测与规避功能,例如超声波测距、激光雷达以及双目视觉图像处理等。本项目中选择了性价比高且适用于近距离避障的HC-SR04型超声波模块作为解决方案的核心组件。 综上所述,这项关于无人机自主避障系统的探索和实践为未来在科研机构、广播媒体及军事应用中的广泛使用提供了安全保障,并通过优化飞行环境适应能力来延长设备寿命并减少潜在损失。随着技术的进步,未来的相关研究可以进一步向更高精度与智能化的方向发展,比如结合人工智能技术以实现更加复杂的决策过程。
  • 水面艇局部危险答辩PPT
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    本研究探讨了针对水面无人艇在复杂环境中的局部避障策略与算法优化,旨在提升其自主导航及安全性。通过理论分析和实验验证,提出了有效的路径规划方案,并进行了成果汇报。 本研究针对水面无人艇局部危险避障算法进行了探讨,并在答辩PPT中通过动画形式呈现了研究成果。将避障策略分为三层:第一层采用基于粒子群优化(PSO)的已知静态路径规划方法;第二层结合海事规则,同样使用PSO进行动态路径规划;第三层则是在未知环境下应用滚动窗口技术实现避障。前两层算法依赖于环境先验知识来应对已知局部危险,而第三层算法则是通过传感器信息处理未知的局部风险情况。
  • 械臂实时路径规划遗传算
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    本论文聚焦于利用遗传算法优化机械臂在动态环境中的实时避障路径规划问题,提出了一种高效的路径搜索策略,以提高机械臂作业时的灵活性和安全性。 为解决模块化机械臂在运行过程中可能与工作空间中的障碍物发生碰撞的问题,本段落提出了一种基于遗传算法的避障路径规划方法。首先利用D-H(Denavit-Hartenberg)表示法对机械臂进行建模,并对其进行运动学和动力学分析,从而建立相应的运动学和动力学方程。在此基础上,通过使用遗传算法,在单个或多个障碍物的工作环境中以运行时间、移动距离以及轨迹长度作为优化指标来实现避障路径规划的最优化。仿真结果表明,基于遗传算法的机械臂避障路径规划方法是有效且可行的,并能提高机械臂在工作空间中避开障碍物的能力和效率。
  • 工势场协作.pdf
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    本文探讨了利用人工势场算法实现多机器人系统的自主避障与协同作业,分析并改进了传统人工势场法存在的局部极小值和奇点问题。 #资源达人分享计划# 该计划旨在为资源达人们提供一个平台来分享他们的知识与经验。参与者可以交流心得、技巧以及行业内的最新动态,共同成长进步。(注:原文中没有具体提及联系方式等信息,故重写时未做相应修改)
  • 手势交互系统.pdf
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    本论文深入探讨了基于手势的人机交互系统的设计与实现,分析了其在不同应用领域的优势和挑战,并提出了优化方案。 本段落设计并实现了一种基于手势的人机交互系统。首先通过摄像头实时采集人手的视频图像,并采用高斯滤波、二值化等方法对视频信息进行处理。