1、植保無人機作為新興的植保機械之一，因其具有作業(yè)效率高、防治效果好等特點，所以近年來得到了快速發(fā)展。而飛行控制系統(tǒng)是保證植保無人機可以順利完成植保作業(yè)任務(wù)的關(guān)鍵。本文以如何實現(xiàn)植保無人機的全自動化作業(yè)為研究目標，主要的研究內(nèi)容有：
　　1.以串級PID為基礎(chǔ)，完成了飛行控制系統(tǒng)中的姿態(tài)控制器、高度控制器以及位置控制器的設(shè)計。在姿態(tài)控制器中，利用EKF濾波算法對陀螺儀、加速度計以及磁力計三種傳感器解算出來的三種姿態(tài)角（俯仰角θ、翻滾角

2、γ、偏航角ψ）信息進行數(shù)據(jù)融合，從而獲得高精度的姿態(tài)角信息。在高度控制中，先利用限幅法去除高度傳感器采集到的異常數(shù)據(jù)，然后使用加權(quán)滑動平均濾波對高度數(shù)據(jù)進行處理。加權(quán)滑動平均濾波算法不僅可以使獲得的高度數(shù)據(jù)變化平滑，而且還可以提高飛行控制系統(tǒng)對高度變化的響應(yīng)速度。
　　2.以實現(xiàn)植保無人機的全自動作業(yè)為目標，對飛行控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能進行設(shè)計與軟件編碼實現(xiàn)。包括自動起降功能、自動巡航功能、自主避障功能、斷點續(xù)飛功能以及變量噴灑控制

3、。其中自主避障是基于激光位移傳感器來實現(xiàn)的，飛行控制系統(tǒng)首先根據(jù)激光位移傳感器傳來的障礙物的具體信息，把障礙物分為柱形和面型障礙物兩類，然后飛行控制系統(tǒng)根據(jù)障礙物類別的不同而采取不同的避障策略，柱形障礙物采取弧線繞飛策略；面型障礙則采取折線型避障策略，在成功避過障礙物后，植保無人機可以返回原規(guī)劃航線繼續(xù)執(zhí)行植保作業(yè)任務(wù)。而斷點續(xù)飛功能指的是飛行控制系統(tǒng)可以根據(jù)剩余藥量、電量信息計算出規(guī)劃航線中的最佳返航位置及降落位置，當植保無人機需要返

4、航時，飛行控制系統(tǒng)可以記錄下植保無人機的當前作業(yè)狀態(tài)以及當前位置作為斷點，并在更換藥液和電池后，植保無人機可以直接返回斷點位置并繼續(xù)執(zhí)行未完成的植保作業(yè)任務(wù)。最后噴灑管理系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)植保無人機飛行速度及位置的不同對藥液的噴灑半徑及噴灑量進行實時調(diào)控。
　　3.完成了四軸八旋翼植保無人機實驗平臺的搭建。
　　4.設(shè)計實驗方案，對飛行控制系統(tǒng)的自動起降功能、自動巡航功能、斷點續(xù)飛功能以及自動避障功能進行實際飛行測試，最終