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非线性卡尔曼滤波方法的实验比较 被引量:6
1
作者 谷丰 周楹君 +1 位作者 何玉庆 韩建达 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1387-1393,共7页
实际系统中存在的非线性因素和不确定性是实时状态测量以及不确定性估计算法需要解决的重要问题.以机器人系统中典型的动态目标观测问题为背景,采用多飞行机器人实验平台,分别针对EKF、UKF以及基于MIT规则的AUKF方法进行实验研究,并比... 实际系统中存在的非线性因素和不确定性是实时状态测量以及不确定性估计算法需要解决的重要问题.以机器人系统中典型的动态目标观测问题为背景,采用多飞行机器人实验平台,分别针对EKF、UKF以及基于MIT规则的AUKF方法进行实验研究,并比较了上述方法的计算速度及估计精度等性能.最后,根据实验结果并结合其原理分析了每种方法的特性. 展开更多
关键词 非线性卡尔曼滤波 性能比较 动态目标跟踪 飞行机器人
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旋翼飞行机器人故障诊断与容错控制技术综述 被引量:8
2
作者 齐俊桐 韩建达 《智能系统学报》 2007年第2期31-39,共9页
对故障诊断和容错技术的发展过程进行了简要概述,以旋翼飞行机器人为研究对象,在分析了旋翼飞行机器人故障诊断与容错控制特点的基础上,介绍了当前国内外在该领域的研究进展和主要方法.最后,总结了该领域待解决的难点问题,并指出了该研... 对故障诊断和容错技术的发展过程进行了简要概述,以旋翼飞行机器人为研究对象,在分析了旋翼飞行机器人故障诊断与容错控制特点的基础上,介绍了当前国内外在该领域的研究进展和主要方法.最后,总结了该领域待解决的难点问题,并指出了该研究领域的发展趋势. 展开更多
关键词 旋翼飞行机器人 故障检测 故障诊断 容错控制
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当前小型仿生扑翼飞行机器人研究综述 被引量:4
3
作者 张元开 《北方工业大学学报》 2018年第2期57-66,共10页
本文介绍了国内外仿生扑翼飞行机器人的发展现状,简述了部分关于扑翼飞行机器人的研究成果,重点从机械工程学科角度阐述了扑翼飞行机器人设计中涉及到的技术重点与难点.并主要对扑翼结构、扑翼机构设计与动力能源选择三方面进行了分析,... 本文介绍了国内外仿生扑翼飞行机器人的发展现状,简述了部分关于扑翼飞行机器人的研究成果,重点从机械工程学科角度阐述了扑翼飞行机器人设计中涉及到的技术重点与难点.并主要对扑翼结构、扑翼机构设计与动力能源选择三方面进行了分析,对小型扑翼飞行机器人的未来技术发展方向进行了讨论与展望. 展开更多
关键词 扑翼飞行机器人 仿生 扑翼结构 机构设计 动力能源选择 机构能效性
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基于无人机+复合纤维结构开展自主建造的技术探索
4
作者 孙佳攀 范冰冰 张忆萌 《科技创新与应用》 2022年第31期1-5,共5页
近几年,随着工业的快速发展,各个行业对自动化水平的要求日益提高,工业机械臂、机器人已被广泛地用于各种工业领域,在现代自动化行业中无人机等移动工具也相继崛起,基于无人移动自主建造平台的现场建造技术成为数字建造领域的重要研究... 近几年,随着工业的快速发展,各个行业对自动化水平的要求日益提高,工业机械臂、机器人已被广泛地用于各种工业领域,在现代自动化行业中无人机等移动工具也相继崛起,基于无人移动自主建造平台的现场建造技术成为数字建造领域的重要研究方向。该文以无人机群自主建造复合纤维结构为研究对象,探讨无人机自主建造复合纤维结构体系的可行性,探究适用于无人机自主建造的设计方法,建立无人机实时控制系统,搭建可视化界面平台,并结合相关研究成果对复合纤维结构进行实地建造试验,从而论证并总结出适合于无人机复合纤维结构自主建造的关键技术。 展开更多
关键词 无人机建造 复合纤维 自主建造 数字建造 建筑机器人
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飞行机器人的电力杆塔巡检路径规划 被引量:7
5
作者 杨国田 苏荣强 +2 位作者 吴华 柳长安 刘春阳 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期324-327,共4页
针对飞行机器人进行电力杆塔巡检路径规划.对内存有限的嵌入式飞行器,结合飞行机器人的运动性能约束,基于采样优化方法,提出了一种改进的RRT*FN路径规划算法.仿真环境设置为有障碍物的二维简单环境、三维复杂环境和电力杆塔巡检路径规划... 针对飞行机器人进行电力杆塔巡检路径规划.对内存有限的嵌入式飞行器,结合飞行机器人的运动性能约束,基于采样优化方法,提出了一种改进的RRT*FN路径规划算法.仿真环境设置为有障碍物的二维简单环境、三维复杂环境和电力杆塔巡检路径规划,结果表明本文所提出算法较其他RRT算法在最大节点数受限情况下保持其快速性和有效性. 展开更多
关键词 巡检路径规划 飞行机器人 改进RRT*FN 内存受限 电力杆塔
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飞行机器人测控综合性实验教学设计 被引量:7
6
作者 樊兆峰 鲍蓉 邵晓根 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第2期190-193,245,共5页
设计了一种以飞行机器人为实验对象的综合性实验教学平台。通过传感器6轴运动处理组件MPU6050接口实现位姿的测量实验;采用嵌入式ARM处理器STM32F103RE为控制器,经电子调速器控制机器人的4个直流电机,实现PID控制算法实验;摄像头OV2640... 设计了一种以飞行机器人为实验对象的综合性实验教学平台。通过传感器6轴运动处理组件MPU6050接口实现位姿的测量实验;采用嵌入式ARM处理器STM32F103RE为控制器,经电子调速器控制机器人的4个直流电机,实现PID控制算法实验;摄像头OV2640采集视频图像,通过WiFi无线传输模块传送给上位机并显示出来,实现无线网络图像传输实验。实验结果表明,平台运行稳定可靠,适合作为测控类专业学生的综合性实验。 展开更多
关键词 飞行机器人 综合性实验 测控 实验教学
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飞行机器人电塔巡检视频关键帧提取预处理 被引量:5
7
作者 柳长安 孙金 +2 位作者 吴华 杨国田 刘春阳 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期477-480,共4页
针对架空输电线路飞行机器人巡检视频的关键帧提取问题,提出了一种地理信息、导航数据、航拍数据和相机参数相结合的关键帧提取预处理方法.首先通过将地理坐标系中的坐标转化到空间直角坐标系中,对地理信息进行处理;其次通过空间直角坐... 针对架空输电线路飞行机器人巡检视频的关键帧提取问题,提出了一种地理信息、导航数据、航拍数据和相机参数相结合的关键帧提取预处理方法.首先通过将地理坐标系中的坐标转化到空间直角坐标系中,对地理信息进行处理;其次通过空间直角坐标系中的坐标转化成图像坐标系中的坐标,确定巡检目标在图像中的位置;最后通过判断巡检目标在图像坐标系下的位置以确定图像是否可以作为关键帧的候选帧.实验结果表明:提出的预处理方法在不降低从视频中提取出来的关键帧准确度前提下,减少了图像层面上的计算量,缩短了关键帧提取时间. 展开更多
关键词 飞行机器人 电塔巡检 视频关键帧 地理信息 导航数据
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电力巡检飞行机器人抗风控制器设计 被引量:4
8
作者 吴华 宋自立 +1 位作者 李国栋 柳长安 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期443-446,共4页
在巡检多风架空电力线路走廊环境下,为了克服气流对飞行机器人的干扰,增加飞行稳定性,应用滑模控制的方法设计了滑模变结构飞行控制器.基于抽象后的系统模型,将控制通道分为全驱动部分和欠驱动部分,选取线性滑模面和指数趋近律分别设计... 在巡检多风架空电力线路走廊环境下,为了克服气流对飞行机器人的干扰,增加飞行稳定性,应用滑模控制的方法设计了滑模变结构飞行控制器.基于抽象后的系统模型,将控制通道分为全驱动部分和欠驱动部分,选取线性滑模面和指数趋近律分别设计滑模飞行控制器.通过Matlab搭建系统仿真模型,验证了控制器的正确性和有效性,并且与传统PID控制方法相比较,结果表明:该控制器可实现飞行机器人的稳定飞行,并且可以有效抵抗干扰的影响,与传统控制器相比较具有更强的鲁棒性. 展开更多
关键词 电力线巡检 飞行机器人 四旋翼 滑模控制 欠驱动控制
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基于Raspberry Pi的智能灭蚊飞行机器人 被引量:3
9
作者 张程 陈彦升 +2 位作者 张可茵 刘松翰 张卓 《单片机与嵌入式系统应用》 2017年第10期62-65,共4页
设计了一种基于Raspberry Pi的智能灭蚊虫飞行机器人,其能够携带灭蚊虫药水喷洒地面和沟渠区域,实现自动高效灭蚊虫的功能。主要介绍飞行机器人的设计及开发,包括飞行控制器设计、Raspberry Pi通信系统设计、Android控制端设计、电机驱... 设计了一种基于Raspberry Pi的智能灭蚊虫飞行机器人,其能够携带灭蚊虫药水喷洒地面和沟渠区域,实现自动高效灭蚊虫的功能。主要介绍飞行机器人的设计及开发,包括飞行控制器设计、Raspberry Pi通信系统设计、Android控制端设计、电机驱动设计、喷药系统设计等。本系统设计及实现可以移植到其他农林药物喷洒作业中,具有一定的创新意义。 展开更多
关键词 飞行机器人 RASPBERRY PI ANDROID ARDUINO
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电力线路巡检飞行机器人的轨迹平滑研究 被引量:2
10
作者 王兴博 柳长安 周宏 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2006年第4期39-42,共4页
研究了一种利用对称缓和曲线生成电力线路巡检飞行机器人平滑轨迹的方法。首先,利用坐标变换将机器人在三维空间中的运动映射到二维平面上;其次,在符合机器人理想运动学规律的基础上,阐述了使用对称缓和曲线进行轨迹平滑的方法,分析了... 研究了一种利用对称缓和曲线生成电力线路巡检飞行机器人平滑轨迹的方法。首先,利用坐标变换将机器人在三维空间中的运动映射到二维平面上;其次,在符合机器人理想运动学规律的基础上,阐述了使用对称缓和曲线进行轨迹平滑的方法,分析了机器人各运动参数约束关系对轨迹平滑的影响,解决了平滑轨迹偏离原始轨迹导致的安全性问题;最后,通过仿真实验证明了该方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 电力线路巡检 飞行机器人 轨迹平滑 缓和曲线
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飞行机器人递归小脑神经网络模型分解控制 被引量:2
11
作者 段洪君 王凤文 史小平 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期91-97,共7页
为解决一类不确定非线性系统的控制问题及系统混合干扰上界在实际应用中难以测量的问题,提出递归小脑神经网络模型分解控制算法。将系统分为名义模型、结构不确定性和非结构不确定性,分别对名义模型设计直接反馈控制器、对结构不确定性... 为解决一类不确定非线性系统的控制问题及系统混合干扰上界在实际应用中难以测量的问题,提出递归小脑神经网络模型分解控制算法。将系统分为名义模型、结构不确定性和非结构不确定性,分别对名义模型设计直接反馈控制器、对结构不确定性设计自适应控制器、对非结构不确定性设计鲁棒控制器。设计递归小脑模型关节控制器作为观测器来对系统干扰的上界进行实时逼近。李亚普诺夫理论证明了控制算法可使系统渐进稳定,微飞行机器人姿态控制仿真结果表明,控制算法改善了系统的动态性能及鲁棒性。研究结论为复杂非线性系统的有效控制提供了依据。 展开更多
关键词 非线性 自适应控制 鲁棒控制 小脑模型关节控制器 飞行机器人
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一种新型仿鸟扑翼机构 被引量:2
12
作者 王红超 杜小雷 《唐山师范学院学报》 2019年第6期62-67,共6页
在分析目前常见的仿鸟扑翼机构的优缺点的基础上,根据自然界多数鸟类共同的飞行特征设计出一种新型的仿鸟扑翼机构。新型仿鸟扑翼机构的两侧扑翼能以不同速度和频率扑动,在两侧扑翼上产生不同的升力,使得扑翼机器人可以在突风等复杂气... 在分析目前常见的仿鸟扑翼机构的优缺点的基础上,根据自然界多数鸟类共同的飞行特征设计出一种新型的仿鸟扑翼机构。新型仿鸟扑翼机构的两侧扑翼能以不同速度和频率扑动,在两侧扑翼上产生不同的升力,使得扑翼机器人可以在突风等复杂气流环境下飞行。通过反馈控制,可以使两侧扑翼分别固定在各自的位置上,实现扑翼鸟在复杂气流环境下的滑翔飞行。内翼和外翼通过弹性器件连接,在扑翼扑动的过程中可以模仿真实鸟类的翅膀折叠动作以提高扑翼平均升力。 展开更多
关键词 扑翼鸟 扑翼机构 飞行机器人 微型飞行器
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煤矿井下飞行机器人建模与仿真 被引量:2
13
作者 王岩 马宏伟 赵思远 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期805-812,共8页
针对煤矿井下飞行机器人自主导航、数学模型不完善与实验数据缺失问题,建立了煤矿井下飞行机器人运动力学模型、传感器观测状态估计模型、仿真系统。自定义煤矿井下导航坐标系,在简化后的微分平坦状态空间,建立线运动与角运动的运动力... 针对煤矿井下飞行机器人自主导航、数学模型不完善与实验数据缺失问题,建立了煤矿井下飞行机器人运动力学模型、传感器观测状态估计模型、仿真系统。自定义煤矿井下导航坐标系,在简化后的微分平坦状态空间,建立线运动与角运动的运动力学模型;选用三维激光雷达、惯性测量单元(IMU)、相机传感器,并分别建立其观测模型,进而在特殊欧式群SE(3)空间,构建基于优化理论的传感器观测状态估计模型;搭建仿真系统并模拟煤矿井下工作面场景,对建立的运动力学模型和传感器观测状态估计模型进行仿真实验。建立的煤矿井下飞行机器人的运动力学模型与状态估计模型可行、有效,生成的仿真数据集为后续研究提供参考。 展开更多
关键词 煤矿井下 飞行机器人 建模与仿真
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基于动力学的电力线巡检飞行机器人运动规划 被引量:1
14
作者 杨国田 黄宗武 +1 位作者 吴华 柳长安 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期44-47,共4页
提出一种以动力学模型为基础的电力线路巡检飞行机器人运动规划方法,采用随机优化的思想解决有限时间内不完整系统的问题,本质上是一种在快速扩展随机树算法的基础上融入飞行机器人动力学模型的运动规划算法,初步解决了电力线巡检飞行... 提出一种以动力学模型为基础的电力线路巡检飞行机器人运动规划方法,采用随机优化的思想解决有限时间内不完整系统的问题,本质上是一种在快速扩展随机树算法的基础上融入飞行机器人动力学模型的运动规划算法,初步解决了电力线巡检飞行机器人运动规划问题.运用Matlab工具进行仿真实验,验证了方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 电力线巡检 飞行机器人 快速扩展随机树 动力学模型 运动规划
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基于递归小脑神经网络的模糊自适应控制 被引量:1
15
作者 段洪君 齐世清 史小平 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第3期343-348,共6页
为解决一类不确定非线性系统控制问题,提出了小脑神经网络模糊自适应算法.将系统分为标称模型、参数不确定部分以及包含建模误差、干扰及未建模动态等在内的混合干扰项,用模糊自适应控制实时逼近系统各个不确定参数,用鲁棒控制消除混合... 为解决一类不确定非线性系统控制问题,提出了小脑神经网络模糊自适应算法.将系统分为标称模型、参数不确定部分以及包含建模误差、干扰及未建模动态等在内的混合干扰项,用模糊自适应控制实时逼近系统各个不确定参数,用鲁棒控制消除混合干扰,并设计了递归小脑模型关节控制器作为观测器来对混合干扰的上界进行实时逼近.李亚普诺夫理论证明了控制算法可使系统一致有界稳定,微飞行机器人姿态控制仿真结果表明,控制算法改善了系统的动态性能及鲁棒性,研究结论对复杂非线性系统的有效控制提供了依据. 展开更多
关键词 非线性 模糊自适应 鲁棒性 参数不确定 小脑模型关节控制器 飞行机器人 姿态控制
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基于Dempster-Shafer的飞行机器人多目标视觉定位方法
16
作者 白璐 杜承烈 《计算机测量与控制》 2019年第10期259-263,共5页
在受到遮挡物影响的室内环境中,飞行机器人接收数据中常伴有不确定性因素,为了解决复杂室内环境下高精准定位问题,提出了基于Dempster-Shafer的飞行机器人多目标视觉定位方法;根据飞行机器人控制原理,分析飞行位置与期望位置存在偏差,... 在受到遮挡物影响的室内环境中,飞行机器人接收数据中常伴有不确定性因素,为了解决复杂室内环境下高精准定位问题,提出了基于Dempster-Shafer的飞行机器人多目标视觉定位方法;根据飞行机器人控制原理,分析飞行位置与期望位置存在偏差,通过提取颜色特征和边缘特征建立多目标模型;设计地面标记,采用迭代算法对标记地面目标进行局部最大化概率计算,以此适应多目标形变,通过Dempster-Shafer证据推理方法获取目标精准位置,由此完成多目标视觉定位;在实验场地支持下,将传统方法与Dempster-Shafer证据推理方法进行对比分析,由结果可知,Dempster-Shafer证据推理方法定位精准度最高可达到96%,对提高室内定位精准度具有一定价值。 展开更多
关键词 DEMPSTER-SHAFER 飞行机器人 多目标 视觉定位
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基于k-trajectory算法的电力线巡检机器人的轨迹平滑方法
17
作者 柳长安 刘伟 刘春阳 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3698-3700,共3页
研究了一种电力线路巡检飞行机器人轨迹平滑的方法。首先,利用坐标变换将机器人在三维空间中的运动映射到二维平面上;其次,在符合飞行机器人动力学规律的基础上,阐述了在k-trajectory算法基础上进行轨迹平滑的方法,分析了三种情况下机... 研究了一种电力线路巡检飞行机器人轨迹平滑的方法。首先,利用坐标变换将机器人在三维空间中的运动映射到二维平面上;其次,在符合飞行机器人动力学规律的基础上,阐述了在k-trajectory算法基础上进行轨迹平滑的方法,分析了三种情况下机器人的飞行轨迹;最后,通过计算机仿真实验证明了该方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 电力线路巡检 飞行机器人 轨迹平滑 k-trajectory算法 计算机仿真
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作业型飞行机器人研究现状与展望 被引量:34
18
作者 杨斌 何玉庆 +3 位作者 韩建达 刘光军 张广玉 王争 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期628-640,共13页
作业型飞行机器人是指由飞行机器人(通常是旋翼飞行机器人)与作业装置(机械臂)共同组成的具有主动作业能力的一种新型机器人系统.由于主动作业装置与飞行机器人之间的紧密耦合,以及飞行机器人本身对外部干扰的敏感性,作业型飞行机器人... 作业型飞行机器人是指由飞行机器人(通常是旋翼飞行机器人)与作业装置(机械臂)共同组成的具有主动作业能力的一种新型机器人系统.由于主动作业装置与飞行机器人之间的紧密耦合,以及飞行机器人本身对外部干扰的敏感性,作业型飞行机器人系统的研究也面临着诸多难题,如:机械臂运动引起系统重心变化带来的建模与镇定问题,与外界持续接触作业时的安全协调控制问题,以及相应的运动学、动力学规划问题等等.本文将全面分析与总结近几年发表的资料与文献,对作业型飞行机器人系统及相应的动力学建模与耦合分析、自主控制等方面的主要研究成果进行综述,并对其中的关键问题与困难进行分析与展望. 展开更多
关键词 作业型飞行机器人 旋翼飞行机器人 系统建模 耦合分析 自主控制
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融合地理位置信息的电力杆塔检测 被引量:12
19
作者 柳长安 叶文 +1 位作者 吴华 杨国田 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期208-210,214,共4页
针对飞行机器人巡检的海量电力杆塔图像,以电力杆塔和架空电力线路巡检飞行机器人间的相对位置关系为先验信息,估计电力杆塔在飞行机器人巡检拍摄得到图像中的位置范围.然后利用这个位置范围作为可变型部件模型(deformable model part,D... 针对飞行机器人巡检的海量电力杆塔图像,以电力杆塔和架空电力线路巡检飞行机器人间的相对位置关系为先验信息,估计电力杆塔在飞行机器人巡检拍摄得到图像中的位置范围.然后利用这个位置范围作为可变型部件模型(deformable model part,DPM)检测区域的约束,从而精确快速定位电力杆塔的位置.实验结果表明:通过飞行机器人巡检获取的视频图像进行测试,验证了融合地理位置信息后的可变型部件模型的方法(GI-DPM)的有效性,提高了电力杆塔的检测速度. 展开更多
关键词 架空电力线路巡检飞行机器人 电力杆塔 地理位置信息 可变型部件模型 检测
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Nesterov加速梯度无人机姿态融合算法 被引量:11
20
作者 李瑞涵 王耀南 谭建豪 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期852-859,共8页
传统的无人机梯度下降姿态融合算法的步长难以确定,收敛较慢,动态性能较差,并且对于非重力加速度敏感.针对上述不足,提出了一种Nesterov加速梯度姿态融合方法,融合加速度计与陀螺仪数据并对非重力加速度作抑制处理;利用Pixhawk开源飞控... 传统的无人机梯度下降姿态融合算法的步长难以确定,收敛较慢,动态性能较差,并且对于非重力加速度敏感.针对上述不足,提出了一种Nesterov加速梯度姿态融合方法,融合加速度计与陀螺仪数据并对非重力加速度作抑制处理;利用Pixhawk开源飞控实验平台进行多组对比试验.实验结果表明,Nesterov加速梯度姿态融合算法在机体静止时误差在0.05?之内,在水平滑动实验中产生的误差在0.5?之内,在绕轴转动实验中角度跟随性好、无明显滞后,在实际飞行实验中也获得了良好的实验结果.因此,Nesterov加速梯度姿态融合算法收敛速度明显优于普通梯度下降姿态解算法,抑制非重力加速度的能力明显优于互补滤波与梯度下降法,可有效跟踪无人机的真实姿态变化. 展开更多
关键词 旋翼飞行机器人 微机电系统 姿态解算 梯度下降法
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