| 基于多速率卡尔曼滤波的植保无人机仿地飞行方法 |
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| 引用本文： | 沈跃,张念,孙志伟,沈亚运,刘慧.基于多速率卡尔曼滤波的植保无人机仿地飞行方法[J].农业机械学报,2023,54(3):190-197. |
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| 作者姓名： | 沈跃 张念 孙志伟 沈亚运 刘慧 |
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| 作者单位： | 江苏大学电气信息工程学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(51975260)、中国高校产学研创新基金项目（2021ZYB02002）和江苏高校优势学科项目(PAPD) |
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| 摘 要： | 针对四旋翼植保无人机坡地适应性差、作业时定高精度低的问题，提出了一种融合立体视觉、气压计及惯性测量单元(IMU)的多速率卡尔曼滤波估计无人机高度的仿地飞行方法。首先基于无人机实时高度、姿态与最佳视觉检测区域之间的关系，提出了视觉检测区域自适应算法；然后融合多传感器信息建立多速率卡尔曼滤波模型用以估计无人机对地高度；最后通过自主飞行实验对无人机高度估计算法与仿地飞行方法进行验证。实验结果表明，当飞行高度为2 m,飞行速度为1、2、3 m/s时，植保无人机在平坦地面与15°缓坡区域均可实现高度估计平均绝对误差小于20 mm,高度估计标准差小于30 mm;高度控制平均绝对误差小于30 mm,高度控制标准差小于30 mm;本文验证了植保无人机在地形变化场景下仿地飞行的有效性，为植保无人机在复杂地形自动化作业奠定了基础。
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| 关 键 词： | 植保无人机 立体视觉 多速率卡尔曼滤波 信息融合 仿地飞行 |
| 收稿时间： | 2022/4/7 0:00:00 |
Terrain Following Flight for Plant Protection UAV Based on Multi-rate Kalman Filter |
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| SHEN Yue,ZHANG Nian,SUN Zhiwei,SHEN Yayun,LIU Hui.Terrain Following Flight for Plant Protection UAV Based on Multi-rate Kalman Filter[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery,2023,54(3):190-197. |
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| Authors: | SHEN Yue ZHANG Nian SUN Zhiwei SHEN Yayun LIU Hui |
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| Institution: | Jiangsu University |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | plant protection UAV stereo vision multi-rate Kalman filter information fusion terrain following flight |
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