IARCA第7代任務(wù)的記載計(jì)算解決方案

摘要：根據(jù)國(guó)際空中機(jī)器人大賽的第7代任務(wù)以及現(xiàn)場(chǎng)的比賽環(huán)境，本文提出了一種單純依靠機(jī)載設(shè)備的任務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，完成了該方法的硬件電路設(shè)計(jì)以及平臺(tái)搭建、軟件算法的設(shè)計(jì)與調(diào)試，并進(jìn)行了對(duì)地面機(jī)器人的跟蹤實(shí)驗(yàn)。該方法硬件平臺(tái)由STM32微控制器、威盛P910 X86嵌入式工控機(jī)、悟空飛控系統(tǒng)以及外圍傳感器組成。軟件在機(jī)器人操作系統(tǒng)框架下編寫，主要包括定位模塊、目標(biāo)識(shí)別與追蹤控制模塊、高度控制模塊、障礙規(guī)避模塊和驅(qū)趕策略模塊。本文網(wǎng)絡(luò)版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/269818.htm

關(guān)鍵詞：IARC；四旋翼；目標(biāo)追蹤；光流法；PD控制

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2015.2.011

葉長(zhǎng)春（1990-），男，碩士，研究方向：四旋翼導(dǎo)航目標(biāo)跟蹤。王鐘雷（1993-），男，學(xué)士，研究方向：四旋翼目標(biāo)識(shí)別與跟蹤。韓滔（1989-），男，碩士，研究方向：機(jī)器人狀態(tài)估計(jì)與優(yōu)化。朱疆成（1990-），男，碩士，研究方向：機(jī)器人狀態(tài)估計(jì)與數(shù)據(jù)融合。許超（1980-），男，博士，研究方向：飛行控制與最優(yōu)化。

引言

國(guó)際空中機(jī)器人大賽（International Aerial RoboticsCompetition，IARC）自1991年首次開(kāi)展以來(lái)，已經(jīng)成為當(dāng)今歷史最長(zhǎng)、最具挑戰(zhàn)性的無(wú)人機(jī)大賽之一。該賽事在23年的歷程中，先后完成了6代任務(wù)，2014年進(jìn)入第7代任務(wù)。比賽目的是推動(dòng)無(wú)人機(jī)技術(shù)向前發(fā)展。

當(dāng)前的第7代任務(wù)需要無(wú)人機(jī)驅(qū)趕地面機(jī)器人越過(guò)指定邊界，同時(shí)還要躲避障礙物并滿足飛行高度和邊界限制。由于比賽場(chǎng)地是邊長(zhǎng)為20米的正方形區(qū)域，如圖1所示，且無(wú)人機(jī)只能在沒(méi)有先驗(yàn)地圖的情況下完成比賽，所以成熟的無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建（Simutaneously Locating andMapping， SLAM）方法是不適用的，必須重新設(shè)計(jì)新的實(shí)現(xiàn)方法。……