【无人机】【2011.03】无人飞行器的自主飞行研究

2023-05-16

在这里插入图片描述

本文为澳大利亚悉尼大学(作者:Nicholas R.J. Lawrance)的博士论文,共233页。

无人机(UAV)在一系列工业、科学和国防应用中提供了独特的能力。小型无人机可以通过滑翔来延长飞行时间,而不需要额外的推进力。本文研究了高空飞行的气动机理,提出了无人机自主感知和利用风环境来延长飞行时间的规划和控制算法。

为了利用滑翔飞行,需要对飞机和周围大气之间的能量相互作用有一个透彻的了解。本文提出了一种滑行飞行器的数学模型,并研究了风是如何影响飞行能量变化的。确定了直线风切变条件下滑翔和腾空飞行的最佳能量效率条件。

所提出的路径规划器利用滑翔飞机的能量方程,在已知的风场上规划节能路径。以前的飞行规划者都把重点放在单一类型的能量增益上,比如静态的翱翔。通过直接使用能量方程,规划器可以利用所有的能量增益条件,而不是依赖于专门的控制器。

规划者需要对风场进行充分估计,以规划可靠的能量增益路径。小型无人机通常只能在飞行过程中直接观测风场的状态。提出了一种基于高斯过程(GP)回归的直接风场生成方法。这种无模型方法可以考虑静态和动态风场,并且不限于特定类型的风场结构。

保持一张准确的地图需要规划者确保有效的地图采样,并保持足够的能量继续飞行。路径规划算法利用GP图的方差估计来识别地图中需要改进的区域。规划者评估飞机的能量状态和当前地图,以确定风场的目标区域,以便进一步勘探或开发能源。

结果表明,该结构能够在静态和动态风场中产生能量增益路径。映射算法记录风场的直接样本,生成风场图,规划算法使用该地图同时探索和开发风场,以延长飞行时间而无需推进功率。

Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) provide unique capabilities in a range of industrial,scientific and defence applications. A small UAV could extend flight duration without requiring additional propulsive power through the use of soaring. This thesis examines the aerodynamic mechanisms of soaring flight and proposes planning and control algorithms for a UAV to autonomously sense and utilise the wind environment to extend flight duration.

In order to utilise soaring a thorough understanding of the energy interaction between an aircraft and the surrounding atmosphere is required. This thesis presents a mathematical model for a gliding aircraft and examines how wind contributes to the energy change of an aircraft. Conditions for optimal energy efficiency are identified for gliding and soaring flight in linear wind shear.

The proposed path planner takes advantage of the energy equations for a gliding aircraft to plan energy efficient paths over a known wind field. Previous soaring planners have focused on a single type of energy gain such as static soaring. By using the energy equations directly the planner can exploit all energy gain conditions rather than relying on specialised controllers.

The planner requires an adequate estimate of the wind field to plan reliable energy gain paths. A small UAV would typically only have access to direct wind observations taken during flight. Gaussian Process (GP) regression is proposed to generate a wind map from direct wind observations. This model-free approach can account for static and dynamic wind fields and does not restrict the planner to particular types of wind structure.

Maintaining an accurate map requires the planner to ensure efficient map sampling and maintain sufficient energy to continue flight. The path planning algorithm exploits the variance estimate from the GP map to identify regions of the map which require improvement. The planner assesses the aircraft’s energy state and current map to determine target regions of the wind field for further exploration or energy exploitation.

Results demonstrate that this architecture is capable of generating energy-gain paths in both static and dynamic wind fields. The mapping algorithm records direct samples of the wind to generate a wind map that is used by the planning algorithm to simultaneously explore and exploit the wind field to extend flight duration without propulsive power.

  1.   引言
    
  2. 项目背景
  3. 翱翔与滑翔
  4. 滑翔飞行器控制
  5. 根据直接观测绘制风场图
  6. 风场的同步探测与开发
  7. 结论
    附录A 环形热模型
    附录B 飞机模型

更多精彩文章请关注公众号:在这里插入图片描述

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

【无人机】【2011.03】无人飞行器的自主飞行研究 的相关文章

  • 2011 Asia - Dhaka Candles题解

    题目来源 xff1a 2011 Asia Dhaka 题目链接 xff1a UVALive 5810 UVA12368 分析 xff1a 二进制枚举 xff0c 难点在于check函数 xff0c 由于所给的时间很短 xff0c 所以我们必
  • 2011,我和CSDN亲密接触的一年

    从CSDN刚刚发出这次征文活动的时候 xff0c 就有一种想参加的冲动 xff0c 总想说些什么 xff0c 迟迟直到今天才开始下笔 和大家一样 xff0c 我也是一名普通的计算机研发人员 xff0c 说挨踢者也行 xff0c 说码农亦可
  • 再见2011,你好,2012。

    不会写文章 xff0c 这个算是对自己的一个总结吧 xff0c 毕业一年半了 xff0c 从事嵌入式也有一年半了 xff0c 总觉得自己连入门都谈不上 xff0c 整天都看上去很忙 xff0c 有时候确实有一大堆的事情要做 xff0c 但是
  • 再见,2011

    2011 xff0c 又是匆匆的一年 悄然回首 xff0c 得到的 xff0c 失去的 xff0c 欢乐的 xff0c 酸楚的 xff0c 每天都在交错 即将过去的201一年注定不平凡的是一年 xff0c 是难忘的一年 xff0c 是蛋疼的
  • 2011

    2011 Problem Description The GeoSurvComp geologic survey company is responsible for detecting underground oil deposits G
  • BW笔记(2011-10-24更新至No.237)

    1 同一个变量名的UID可能有多个 xff0c 记得注意 2 在查找时要注意技术名称还是名称 xff0c 因为查询时会在两个中进行 xff0c 模糊查询时要细心 xff0c FV与V都可以查到 3 复制的时候注意长度 xff0c 过长的会不
  • Luogu 3631 [APIO 2011] 方格染色

    传送门思路参考代码细节 传送门 思路 很不错的一道题 xff0c 用到的东西不深 xff0c 但是要想到确实需要一定思维 一开始我想的是动态规划 xff0c 发现如果要设状态需要知道一个格子左边 xff0c 上边和左上边三个格子的状态 然后
  • 2011/11/26

    听雨听风听愁绵 xff0c 疏雨薄衣心无涟
  • 难忘的2011

    前言 xff1a 这些年 xff0c 每到年终之时 xff0c 我都会写个总结 2009年的 优化生活 规划未来 记录了一位初级网络优化工程师09年的所想与所做以及对10年的规划与展望 xff1b 2010年的 今天的2010 xff0c
  • 【无人机】【2011.03】无人飞行器的自主飞行研究

    本文为澳大利亚悉尼大学 xff08 作者 xff1a Nicholas R J Lawrance xff09 的博士论文 xff0c 共233页 无人机 xff08 UAV xff09 在一系列工业 科学和国防应用中提供了独特的能力 小型无
  • 走过2011

    走过2011 时间飞逝 xff0c 2011不寻常的一年还剩下短短5天 三百天的生活与工作是一份平淡一份快乐 工作需要总结 生活也要总结 日子才会越来越好 xff01 2011是进入公司的第二年 公司开发人员有来有离 xff0c 我没有离开
  • 写下2011,展望2012

    一年又过去了 xff0c 好快 xff0c 写个总结 xff0c 也算是对这一年有个交代吧 一 上半年 xff1a 专心科研 总的来说 xff0c 上半年还是过得比较惬意的 xff0c 安心做科研 xff0c 主要还是做wince 嵌入式开
  • 2011-2012中国嵌入式开发从业人员调查报告

    调查背景 在今天所处的大时代背景下 xff0c 嵌入式 3G移动互联网 物联网 云计算俨然已成为信息产业的主旋律 xff0c 不管从政府大力扶持角度来看 xff0c 还是从产业变革的主流方向来说 xff0c 这股潮流早已势不可挡 而嵌入式系
  • 我的2011--人生转折点

    恍然 xff0c 2011 12 30了 xff0c 这一年又将过去 xff01 回首这一年 xff0c 感觉是我生命中成长最快的一年 年初到年末 xff0c 好像是一个质的跨越 在即将过去的2011最后的时间里 xff0c 写下这边blo
  • 2011,我和CSDN亲密接触的一年

    从CSDN刚刚发出这次征文活动的时候 xff0c 就有一种想参加的冲动 xff0c 总想说些什么 xff0c 迟迟直到今天才开始下笔 和大家一样 xff0c 我也是一名普通的计算机研发人员 xff0c 说挨踢者也行 xff0c 说码农亦可
  • ---------------------------谨以此文献给我的2011-----------------------------------

    2011年就快过去了 xff0c 回首我的2011 xff0c 有收获 xff0c 也有失落 xff0c 有胜利 xff0c 也有失败 有高兴的事情 xff0c 也有很多不高兴的事情 如果说往事不堪回首来总结的话 xff0c 未免有点太过于
  • 再见2011,你好,2012。

    不会写文章 xff0c 这个算是对自己的一个总结吧 xff0c 毕业一年半了 xff0c 从事嵌入式也有一年半了 xff0c 总觉得自己连入门都谈不上 xff0c 整天都看上去很忙 xff0c 有时候确实有一大堆的事情要做 xff0c 但是
  • 再见,2011

    2011 xff0c 又是匆匆的一年 悄然回首 xff0c 得到的 xff0c 失去的 xff0c 欢乐的 xff0c 酸楚的 xff0c 每天都在交错 即将过去的201一年注定不平凡的是一年 xff0c 是难忘的一年 xff0c 是蛋疼的
  • 我的2011----再见2011!你好2012!

    今天本来是 特别平常的一天 但是因为位置排在了 2011 年的最后 平常也就变得不平常了 一年就在这么转眼即逝中度过了 虽说一年比较短暂 但是回头在看看自己所拥有的这一年 留下的很多 在 2011 我把 ShortBrain 英语进行着 英
  • 2011年北京大学计算机研究生机试真题(题解)

    九度OJ题目传送门 2011年北京大学计算机研究生机试真题 鸡兔同笼 题目描述 一个笼子里面关了鸡和兔子 鸡有2只脚 兔子有4只脚 没有例外 已经知道了笼子里面脚的总数a 问笼子里面至少有多少只动物 至多有多少只动物 输入 第1行是测试数据

随机推荐

  • Linux系统下查看版本信息

    一 前沿 有时候回去查看Linux的版本信息和内核 xff0c 每次可能都需要百度一下 xff0c 今天记录一下 xff0c 方便以后自己看 二 查看Linux内核版本命令 2 1 第一种方式 显示正在运行的内核版本 1 cat proc
  • Centos7下安装 prometheus+grafana

    一 前言 1 什么是 Prometheus xff1f Prometheus是最初在SoundCloud上构建的开源系统监视和警报工具包 自2012年成立以来 xff0c 许多公司和组织都采用了Prometheus xff0c 该项目拥有非
  • Linux ssh:handshake failed:EOF

    一 前沿 1 Notes xff1a 以下操作均在 京东云服务器 2 在配置好免密登陆之后 xff0c 通过ssh登陆的时候间接性的遇见 ssh handshake failed EOF 真是让人恼火 xff0c 所以给总结一下 二 解决步
  • prometheus 文件配置小技巧优化

    一 前言 很久没看过监控 xff0c 直到公司机器越来越多 xff0c 项目越来越多 xff0c prometheus yml 文件一直在增加显得很杂乱无章 xff0c 这里优化了根据项目文件来改配置文件 二 优化 1 prometheus
  • prometheus通过process-exporter监控进程并实现企业报警

    一 前沿 通过上级篇文章我们已经对 Prometheus监控服务器基础资源做了记录 xff0c 这节课主要记录一下监控服务器上的进程 二 实现步骤 Prometheus机器IPprocess exporter机器IP192 168 1 31
  • python - RSA加密

    什么是RSA xff1f 这里粘贴一些定义 RSA公开密钥密码体制 所谓的公开密钥密码体制就是使用不同的加密密钥与解密密钥 xff0c 是一种 由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的 密码体制 在公开密钥密码体制中 xff0c 加密
  • scrapy-设置请求头

    当我们大量使用scrapy 请求一个网站的时候我们知道scrapy默认的请求头是 xff1a 可以看到默认的请求头就是scrapy xff0c 这样就很容易导致浏览器封掉的可能 xff0c 这个时候我们就需要给请求加一个请求头来模拟浏览器
  • Android Studio gradle配置

    settings gradle 配置指定路径 module 博主博客 https blog uso6 comhttps blog csdn net dxk539687357 一 正常情况 xff0c 导入本项目的模块只需要使用 includ
  • Windows10 安装 pytesseract 出错 Error opening data file Tesseract-OCR\tessdata/eng.traineddata

    首先表明自己出现的错误 xff1a D BuildFolder tesseract ocr testing gt tesseract dlld exe eurotext tif eurotext span class hljs keywor
  • python--爬取微信公众号

    缘由 相信大家有时候面试的时候会遇到爬取微信公众号的事情 xff0c 终于闲了会参考大佬文章自己也搞了一个微信公众号的爬取简单分享一下 xff0c 莫嫌弃代码low 借鉴知识 博客参考 xff1a https blog csdn net x
  • 物联网操作系统的三大核心流派

    物联网操作系统的三大核心流派 目前 xff0c 市面上的物联网操作系统 基本形成了三大核心流派 1 由传统的嵌入式RTOS发展而来 xff0c 典型代表 xff1a FreeRTOS RT Thread LiteOS uCOS MICO 优
  • “> /dev/null 2>&1“ 含义

    在使用python时 xff0c 有时我们可能会看到这样的代码段 pip install gym pyvirtualdisplay span class token operator gt span span class token ope
  • 认识MEC

    文章目录 一 什么是MEC 二 什么是移动通信系统 三 为什么要有MEC 一 什么是MEC 所谓MEC 从字面上直观理解就能知道 这是一种运用在移动通信系统 Mobile 边缘节点 Edge 并承担大量计算任务 Computer 的玩意儿
  • ROS学习-2 工作空间文件结构和创建功能包

    古月居ROS入门21讲第九个视频 src放功能包的源码和laungh文件 build是编译过程中产生的中间文件 xff0c 二进制文件 install是安装空间 xff0c 放最终编译生成的可执行文件的 xff0c 可以给客户使用的文件 d
  • HC32L系列MCU在KEIL新建工程后在JLINK 下 SW Device下找不到设备的解决方法

    HC32L系列MCU在KEIL新建工程后在JLINK 下 SW Device下找不到设备的解决方法 问题 xff1a 新建工程HC32L的工程 xff0c 通过JLINK连接目标板 xff0c 点击KEIL环境的魔术棒 xff0c 选取JL
  • 漫谈Anchor-based和Anchor-Free

    曾几何时 xff0c Anchor based独霸目标检测这块CV疆域内的肥沃之地 如今 xff0c Anchor Free以其灵活的走位在目标检测中有了一席之地 xff0c 正以星星之火可以燎原之势扩大着自己的声势 Anchor base
  • 【新书推荐】【2020】基于MATLAB和Pixhawk的多轴飞行器设计与控制实践

    本书是斯普林格于2017年出版的 Introduction to Multicopter Design and Control 的姊妹版本 xff0c 旨在通过一个实际的过程帮助读者加深对多轴飞行器设计与控制的理解 As the siste
  • 【新书推荐】【2020】无人机系统设计

    从系统角度全面介绍无人飞机系统的设计和分析 Provides a comprehensive introduction to the design and analysis of unmanned aircraft systems with
  • HDFS使用Kerberos

    转载自 xff1a http www datastart cn tech 2016 06 07 kerberos 1 html 本文尝试记录HDFS各服务配置使用kerberos的过程 xff0c 配置的东西比较多 xff0c 一定会有疏漏
  • 【无人机】【2011.03】无人飞行器的自主飞行研究

    本文为澳大利亚悉尼大学 xff08 作者 xff1a Nicholas R J Lawrance xff09 的博士论文 xff0c 共233页 无人机 xff08 UAV xff09 在一系列工业 科学和国防应用中提供了独特的能力 小型无