垂直起降无人机基于图像的目标跟踪控制

摘要：

针对安装有惯性测量单元和摄像机的低成本四旋翼无人机,研究无位置、速度、航向测量情况下的机动目标基于图像的跟踪控制方法.首先,结合无人机的动力学方程在图像空间中推导了系统的误差方程.其次,为克服无航向测量的问题,设计了一种位置控制器,使用图像矩作为反馈输入并输出油门和姿态指令.最后,针对缺少图像速度测量问题,设计了一种super-twisting滑模观测器和控制器,生成的期望姿态和拉力指令无颤振,并通过李雅普诺夫理论证明了控制系统的稳定性.最终无人机通过调整倾斜姿态实现了跟踪飞行,且避免了响应慢的航向调整.跟踪机动目标的仿真结果验证了所提出方法的有效性.

关键词：四旋翼无人机、跟踪控制、基于图像视觉伺服、滑模控制

所属期刊栏目：34

分类号：TP13(自动化基础理论)

资助基金：国家自然科学基金项目11461075资助. Supported by National Natural Science Foundation of China 11461075

在线出版日期：2017-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：723-731