基于VOD块匹配准则的四旋翼飞行器悬停研究

doi:10.3778/j.issn.1002-8331.1604-0394

计算机工程与应用 ›› 2017, Vol. 53 ›› Issue (22): 208-211.DOI: 10.3778/j.issn.1002-8331.1604-0394

基于VOD块匹配准则的四旋翼飞行器悬停研究

张国云1，2，3，李亚斌1，2，3，涂兵1，2，3，李文滔1，3，李孝春1，3

1.湖南理工学院信息与通信工程学院，湖南岳阳 414006
2.湖南理工学院复杂系统优化与控制湖南省普通高等学校重点实验室，湖南岳阳 414006
3.湖南理工学院 IIP创新实验室，湖南岳阳 414006

出版日期:2017-11-15 发布日期:2017-11-29

Hovering research of quadrotor based on VOD block matching criterion

ZHANG Guoyun1，2，3, LI Yabin1，2，3, TU Bing1，2，3, LI Wentao1，3, LI Xiaochun1，3

1.School of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang, Hunan 414006, China
2.Key Laboratory of Optimization and Control for Complex Systems, College of Hunan Province, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang, Hunan 414006, China
3.Laboratory of Intelligent-Image Information Processing, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang, Hunan 414006, China

Online:2017-11-15 Published:2017-11-29

摘要/Abstract

摘要： 针对四旋翼飞行器悬停控制不准确的问题，提出一种基于光流传感器的四旋翼飞行器悬停控制方法。设计了一种基于STM32F407为核心的飞行器主控平台，其中光流传感器模块采用PX4FLOW；为加快计算图像光流场的速度，将VOD（Variance of Difference）块匹配准则的SEA算法应用到采集到的连续帧间图像光流场的计算上；最后采用增量式PID（Proportion Integration Differentiation）控制算法以达到比较精确的悬停控制。实验结果表明：该方法能够有效地提高四旋翼飞行器的悬停稳定性，悬停时在水平方向的控制范围在±10?cm之间，且计算相对简单，能满足实际需求。

关键词: 光流传感器, VOD块, 光流场, PID控制

Abstract: Aiming at the problem of inaccurate hovering control of quadrotor aircraft, this paper puts forward a kind of method of hovering control of quadrotor aircraft based on Variance of Difference（VOD） block matching criterion. A master control platform of aircraft based on STM32F407 is designed, and the optical flow sensor is based on PX4FLOW. In order to speed up the computation of the optical flow field, VOD block matching criterion is applied to the computation of the continuous frame optical flow field. In the end, adopting the incremental PID（Proportion Integration Differentiation） control algorithm, it achieves the accurate hovering control. The experimental results show that this method can improve the hovering stability of the quadrotor aircraft, and the control range of horizontal direction is between±10 cm. The computation is comparatively simple, and can meet the actual needs.

Key words: optical flow sensor, Variance of Difference（VOD） block, optical flow field, Proportion Integration Differentiation（PID） control

张国云1，2，3，李亚斌1，2，3，涂兵1，2，3，李文滔1，3，李孝春1，3. 基于VOD块匹配准则的四旋翼飞行器悬停研究[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(22): 208-211.

ZHANG Guoyun1，2，3, LI Yabin1，2，3, TU Bing1，2，3, LI Wentao1，3, LI Xiaochun1，3. Hovering research of quadrotor based on VOD block matching criterion[J]. Computer Engineering and Applications, 2017, 53(22): 208-211.

[1]	殷春武. 执行器故障时变系统的PID迭代容错控制[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(3): 266-270.
[2]	库硕，丁达理，黄长强，王杰，周欢. 基于自适应模糊PID的UCAV姿态控制[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(20): 223-229.
[3]	陈大鹏1，2，张九根1，2，梁星1，2. 基于解析法的变风量空调解耦优化控制[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(18): 235-241.
[4]	赵玥，陈奕梅. 四旋翼无人飞行器控制算法设计[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(21): 49-53.
[5]	熊兼海，张卫，柳宁. 分数阶模糊免疫PID控制器的设计[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(18): 235-239.
[6]	陈彬彬，曹中清，余胜威. 基于风驱动优化算法WDO的PID参数优化[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(14): 250-253.
[7]	张原1，黄文静1，桑路路2. PID控制在火箭炮伺服系统中的仿真实现——改进的专家自适应PID控制[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(8): 241-244.
[8]	闫光辉1，2，余强1，张硕1，李兆凯1. 基于模糊PID的CVT车辆非稳态速比控制[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(12): 250-254.
[9]	寇雪芹，谷立臣，马玉. 带钢跑偏电液伺服控制系统的PID控制器设计[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(7): 235-237.
[10]	唐玉兰1，徐明亮1，梅娟1，2，陈建慧3. 粒子群算法在PID控制器参数整定中的研究与应用[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(34): 221-224.
[11]	马思思1，何建忠1，刘涛2. 云雾室串级模糊自适应PID控制研究及实现[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(33): 217-221.
[12]	付伟，杨先一，柴毅，刘国权. 网络控制系统PI预测控制及稳定性分析[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(17): 10-15.
[13]	王菲菲，陈玮. 基于RBF神经网络与Smith预估补偿的智能PID控制[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(16): 233-236.
[14]	程正梅1，郭小定1，陈晓可2，邓景新1. 小机车新型试验电源自适应模糊PID控制系统仿真研究[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(35): 242-244.
[15]	徐志成1，王树青2. 新型的PID控制器参数整定方法[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(25): 216-219.

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Hovering research of quadrotor based on VOD block matching criterion

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