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无人机磁探半实物仿真平台的设计与实现
| 论文题名： | 无人机磁探半实物仿真平台的设计与实现 |
| 关键词： | 无人机半实物仿真;磁力仪信号仿真;PX4固件;MAVLink协议 |
| 摘要： | 随着无人机性能的发展，无人机开始承担探测磁异常信号的任务。无人机通过搭载磁探设备，按照预定的航迹飞行并测量地球磁场信号，然后根据信号检测算法来判断目标区域是否存在引起磁异常的物体。由于实际进行无人机磁探实验所需的成本较高，难以快速地获取相关实验数据，因此开发一套无人机磁探半实物仿真平台能为磁探相关算法与无人机飞行规律的研究提供助力。本文主要研究工作包括： 首先，为无人机磁探平台模拟的对象建模。对固定翼无人机受力分析以建立起无人机六自由度运动的方程，以模拟无人机飞行运动；对飞行所需传感器工作原理分析，建立了GPS、IMU等传感器的数学模型，以模拟传感器测量数据；对无人机平台磁力仪测量的磁场信号成分进行研究，利用合适的物理学模型等效各干扰场的生成机理，以模拟磁力仪测量数据。 然后，从功能和性能两方面对无人机磁探平台的需求进行分析，根据实时仿真的特点配置相应的硬件和软件以实现平台的基础功能，研究了PX4飞控固件、MAVLink通信协议等涉及的技术，最后给出无人机磁探半实物仿真平台的架构设计和运行流程。 最后，根据无人机磁探半实物仿真平台的架构设计方案，为各仿真对象建立的模型开发相应的算法，完成平台功能的扩展开发，并详细介绍了平台的配置过程。在平台开发完成的基础上对其进行测试，设置相应的评价标准以验证该平台仿真数据的真实性，从实验结果和评价指标表明，该无人机磁探半实物仿真平台具有较好的可信度。 |
| 作者： | 金坤 |
| 专业： | 网络空间安全 |
| 导师： | 韩琦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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