無人直升機(jī)(以下簡稱無人機(jī))具有起降條件要求低、無人員傷亡、價(jià)格低等優(yōu)勢，但對(duì)于非航空型船舶等小型運(yùn)動(dòng)平臺(tái)由于受噸位限制，其飛行甲板尺寸較小，同時(shí)由于飛行甲板在航行過程中存在六自由度的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)仿真和分析，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)精確自主著陸的關(guān)鍵技術(shù)包括兩個(gè)方面，一是無人機(jī)高精度相對(duì)位姿測量技術(shù)，二是無人機(jī)精確飛行控制技術(shù)。其中，高精度和高可靠性的相對(duì)位姿信息是無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確著陸控制的前提條件。
目前，典型的動(dòng)目標(biāo)相對(duì)位姿測量技術(shù)主要包括差分GPS測量、雷達(dá)測量、紅外電視測量等。由于GPS的廣泛應(yīng)用，技術(shù)也相對(duì)成熟，基于動(dòng)態(tài)基站的差分GPS定位可以獲得厘米級(jí)的相對(duì)位置信息。該方法具有精度高、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)，但在進(jìn)行相對(duì)位姿測量時(shí)有大容量的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，對(duì)無人機(jī)測控鏈路帶寬要求高；雷達(dá)導(dǎo)引方式具有全天候?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行搜索、截獲和跟蹤的能力，且因發(fā)射功率低和無線波束窄而不易被敵截獲、發(fā)現(xiàn)和干擾，但需要在無人機(jī)機(jī)體加裝無線電信標(biāo)，增加了無人機(jī)的載荷負(fù)擔(dān)；紅外電視測量可以提供精確的飛行器與著陸點(diǎn)相對(duì)位置信息，該方式抗電磁干擾性強(qiáng)，可在無線電靜默時(shí)工作，但其作用距離較近，是一種直觀而且精度較高的自主導(dǎo)引方式。
基于無人機(jī)著陸過程中對(duì)飛機(jī)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的相對(duì)應(yīng)姿信息的需求，本文提出了無人機(jī)著陸過程中位姿測量系統(tǒng)工作模式，并針對(duì)無人機(jī)著陸的最后進(jìn)近階段的相對(duì)位姿測量要求，提出了基于立體視覺的多變特征相對(duì)位姿測量方法，可滿足無人機(jī)在著陸最后階段對(duì)相對(duì)位姿信息的高精度需求。
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