1。2 国内外研究现状

1。2。1 Draganflyer 

1。2。2 水母飞行器 

1。2。3  Solara 60 无线网络通讯无人机

1。2。4  Parafoil无人机

1。3 本文的文章结构及内容

    本文主要研究了基于Arduino平台的超声波检测障碍和自动避障技术，以下是文章的结构。

    第一章：简单的介绍了无人飞行器在各行各业的广泛应用，列举了国内外著名无人飞行器的发展现况。阐述了自动避障技术对于无人飞行器发展的重要意义。表明了课题的研究背景和意义。最后给出了本文的文章结构。

    第二章：解释了无人飞行器的障碍检测和自主避障的原理。

    第三章：列举了无人飞行器障碍检测和自主避障功能的实现所需要的硬件设施。

    第四章：给出自动控制系统的软件设计，为实现飞行的平稳，加入了PID控制，完善自主避障功能。

    第五章：利用四旋翼飞行器进行功能测试。

第六章：对本研究的总结和展望

2 声呐障碍检测与避障原理

2。1前言

    目前无人飞行器的种类有很多，其外形，功能也有很大的差异。例如1。2节中提到的各种各样的无人飞行器。其中，四旋翼飞行器是运用较为广泛的一种无人飞行器。它灵活度高，控制简单，对起降场地几乎没有要求，维护简单，不易损坏，成本低。因此本文研究的无人飞行器避障检测与避障的原理主要基于四旋翼飞行器。避障技术的原理也利用四旋翼无人飞行器进行阐释。

2。2 无人飞行器声呐障碍检测原理

声呐是英文缩写“SONAR”的音译，其中文全称为：声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging。该方法用于潜艇中，可以用声呐检测到其他军船或者周围沉船的距离。它也是蝙蝠测量自身与猎物距离的方法[8]。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

在无人飞行器上为了实现声学定位，我们用到的是超声波传感器。其原理和声呐相同。超声波传感器使用超声波，超声波是一种频率很高的声音，频率超出了人类可以听到的声音的频率范围。超声波传感器通常有接受和发射两个超声探头。它是根据声音的传播与反射的原理测量距离的[9]。一个超声脉冲通过一个元件的转换器发出，当超声波碰到物体时发生反射，通过另一个转换器得到回声。通过计算脉冲的往返时间，就可以算出传感器到反射物体的距离，以达到无人机障碍检测的目的。声波以声速传播，声波在干空气20℃时的传播速度时每秒343米。知道这个参数和以μ秒为单位的声波返回传感器的时间，根据s=v*t/2，就可以算出距离。

超声波传感器性能稳定，测度距离精确，模块高精度，盲区小。超声波本身对固体和液体具有非常好的穿透效果。因此，超声波传感器广泛应用于机器人避障，物体测距，液位检测，停车场检测等场合。

由于超声波测距是定向发射的，所以超声波传感器有其感应角度。为了提高无人飞行器障碍检测的可靠性，本文采取多个超声波传感器测距，来缩小无人飞行器的飞行死角。