無(wú)人機(jī)飛行模擬仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)

摘要：

為提高飛行控制算法的研發(fā)效率,降低研發(fā)成本,基于數(shù)字孿生技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)人機(jī)硬件在環(huán)飛行模擬仿真平臺(tái)。從幾何、物理和行為3個(gè)方面研究無(wú)人機(jī)數(shù)字模型構(gòu)建方法,將物理實(shí)體以數(shù)字化方式呈現(xiàn)。設(shè)計(jì)一種多元融合場(chǎng)景建模法,依據(jù)屬性相似歸一原則進(jìn)行建筑物劃分,編制建模規(guī)則,研究曲面數(shù)量?jī)?yōu)化方法,在虛幻4引擎(unrealengine4,UE4)中整合建筑物模型和高程圖,創(chuàng)建真實(shí)地形地貌的三維可視化飛行場(chǎng)景。以四旋翼無(wú)人機(jī)F450為例,與飛行試驗(yàn)的對(duì)比結(jié)果表明,該平臺(tái)滿(mǎn)足了飛行模擬的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性要求,跟蹤曲線誤差小于2%,對(duì)后續(xù)控制算法優(yōu)化和復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景試飛具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

摘要和關(guān)鍵詞還是可以好好讀一下 學(xué)習(xí)下怎么寫(xiě)

關(guān)鍵詞

四旋翼;數(shù)字孿生;飛行模擬;多元融合;可視化仿真

引言：

引言 分為經(jīng)典的三段

隨著全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感等技術(shù)的迅速發(fā)展,無(wú)人機(jī)除應(yīng)用于傳統(tǒng)的航拍攝影、農(nóng)業(yè)植保、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域,近年來(lái)還被廣泛應(yīng)用于地形測(cè)繪、物資運(yùn)輸、應(yīng)急救援等領(lǐng)域[1]。無(wú)人機(jī)的功能和應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,實(shí)際飛行時(shí)所面臨的環(huán)境也愈加復(fù)雜。無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中常需對(duì)飛機(jī)性能和品質(zhì)進(jìn)行全面測(cè)試,在真實(shí)火場(chǎng)、災(zāi)區(qū)、人流量大等復(fù)雜環(huán)境中不僅難以進(jìn)行,且要耗費(fèi)大量人力和物力[2]。為了縮短研發(fā)周期,降低成本,研制一種能模擬復(fù)雜環(huán)境的沉浸式飛行模擬仿真平臺(tái)就顯得尤為重要。

這是第一段 介紹意義

近年來(lái),國(guó)內(nèi)外針對(duì)無(wú)人機(jī)飛行模擬仿真的研究開(kāi)展了大量工作,主要采用數(shù)字仿真和半物理仿真。蘇奔[3]設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)全數(shù)字仿真模型,仿真方法成本低、操作簡(jiǎn)單,但仿真數(shù)據(jù)可信度不高。鄭航[4]用Simulink建立動(dòng)力學(xué)模型,用六自由度實(shí)物轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)時(shí)展示四旋翼無(wú)人機(jī)真實(shí)飛行姿態(tài),增強(qiáng)了數(shù)據(jù)可信度,能較真實(shí)模擬實(shí)際飛行狀況,但缺乏視景仿真。蔣祎等[5]建立小型多旋翼無(wú)人機(jī)六自由度動(dòng)力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,使用JMAVSim建立可視化半實(shí)物仿真系統(tǒng)。Xian等[6]用慣性導(dǎo)航傳感器實(shí)物取代數(shù)字模擬傳感器,構(gòu)建飛行模擬仿真
平臺(tái),采用FlightGear和GoogleEarth可視化方法展示四旋翼無(wú)人機(jī)的方位和飛行軌跡。Nguyen等[7]開(kāi)發(fā)了一個(gè)用于測(cè)試四旋翼無(wú)人機(jī)半實(shí)物仿真系統(tǒng)通信安全的中間件,用Gazebo軟件實(shí)現(xiàn)四旋翼無(wú)人機(jī)模型的三維可視化。

這是第二段 ，xxx 做了 xxx

綜上,目前無(wú)人機(jī)仿真技術(shù)主要圍繞無(wú)人機(jī)的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行構(gòu)建,無(wú)人機(jī)可視化問(wèn)題沒(méi)有很好的解決,可視化仿真過(guò)程中使用的JMAVSim、FlightGear和Gazebo等仿真軟件缺乏沉浸性和交互性,無(wú)法為復(fù)雜飛行控制算法研究提供有效支持。

這一段明顯是為了寫(xiě)論文而寫(xiě)的，說(shuō)別人不好的

現(xiàn)以四旋翼無(wú)人機(jī)為研究對(duì)象,依托數(shù)字孿生技術(shù)[8]建立揭示四旋翼動(dòng)力特性的數(shù)字模型,研究基于虛幻4引擎(unrealengine4,UE4)的虛擬場(chǎng)景開(kāi)發(fā)技術(shù),在高度逼真的三維虛擬未知、復(fù)雜環(huán)境下測(cè)試無(wú)人機(jī)數(shù)字模型感知周?chē)鷱?fù)雜環(huán)境及避障性能,為無(wú)人機(jī)航跡定位與跟蹤算法優(yōu)化控制研究提供平臺(tái)支撐。

最后一段 ，自己研究的必要性

目錄結(jié)構(gòu)：

有的時(shí)候目錄接是要比正文更加重要

• 1 無(wú)人機(jī)飛行模型仿真系統(tǒng)架構(gòu)
• 2 F450 無(wú)人機(jī)數(shù)字模型
• • 2.1 幾何模型
• • 2.2 物理數(shù)學(xué)模型
• 3 三維虛擬場(chǎng)景的映射
• • 3.1 精細(xì)化建模
• • 3.2 大范圍建模
• 4 實(shí)驗(yàn)與性能分析
• • 4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與配置
• • 4.2 虛擬場(chǎng)景沉浸與交互性能測(cè)試
• • 4.3 飛行姿態(tài)重現(xiàn)功能測(cè)試
• 5 結(jié)論

配圖

這些都是很容易實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)，
串級(jí)PID我決定可以給個(gè)公式 …

結(jié)論

然后看結(jié)論，好神奇，
雖然沒(méi)人教過(guò)我怎么看論文
，但我的心告訴我
該怎么去看一篇論文

于UE4和MATLAB/Simulink從幾何、物理和行為等方面構(gòu)建的無(wú)人機(jī)數(shù)字模型,實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體的數(shù)字化映射。針對(duì)傳統(tǒng)單一3dsMax建模方法速
度過(guò)慢,提出的多元融合場(chǎng)景建模法,在UE4中實(shí)現(xiàn)了多種建筑物三維模型的整合,創(chuàng)建了真實(shí)地形地貌的三維虛擬仿真環(huán)境,經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出如下結(jié)論。
(1)虛擬場(chǎng)景沉浸性和交互性能良好,可為后期三維勘測(cè)、控制算法的優(yōu)化和復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景試飛奠定基礎(chǔ)平臺(tái)。
(2)飛行實(shí)際曲線和期望曲線對(duì)比驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)數(shù)字模型和飛行模擬仿真平臺(tái)的有效性,數(shù)字模型能很好地執(zhí)行遙控器姿態(tài)控制指令,飛行航跡與期望的航跡高度吻合。

因?yàn)槟闶亲鲆粋€(gè)仿真平臺(tái)，所以這些都是套話

公式

最后看公式，也是比較難的 需要理解的部分

螺旋槳的動(dòng)力公式

感覺(jué)這個(gè)公式不是很難
PWM -> 角速度

四旋翼剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)模型
也不是很難