多旋翼无人机组合导航系统-多源信息融合算法(Matlab代码实现)

简介: 多旋翼无人机组合导航系统-多源信息融合算法(Matlab代码实现)

 ✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,matlab项目合作可私信。

🍎个人主页:Matlab科研工作室

🍊个人信条:格物致知。

更多Matlab完整代码及仿真定制内容点击👇

智能优化算法       神经网络预测       雷达通信      无线传感器        电力系统

信号处理              图像处理               路径规划       元胞自动机        无人机

🔥 内容介绍

多旋翼无人机已经成为了现代航空技术的重要组成部分,其在军事、民用、科学研究等领域都有着广泛的应用。而多旋翼无人机的导航系统则是其能够准确执行任务的关键所在。在现代导航系统中,多源信息融合算法已经成为了一个研究热点,其在提高导航精度、降低误差、增强鲁棒性等方面都有着显著的优势。本文将对多旋翼无人机组合导航系统中的多源信息融合算法进行研究和讨论。

多源信息融合算法是指将来自不同传感器的信息进行整合,以得到更加准确、可靠的结果的一种算法。在多旋翼无人机的导航系统中,常用的传感器包括GPS、陀螺仪、加速度计、磁力计等。这些传感器各自具有一定的精度和误差,因此需要通过多源信息融合算法来提高导航精度和鲁棒性。

在多源信息融合算法中,常用的方法包括卡尔曼滤波、粒子滤波、扩展卡尔曼滤波等。其中,卡尔曼滤波是一种基于状态空间模型的最优估计算法,其具有计算简单、实时性好等优点,因此在多旋翼无人机的导航系统中得到了广泛应用。扩展卡尔曼滤波则是一种更加复杂的算法,其能够处理非线性系统,因此在一些特定的应用场景中也有着重要的作用。

除了传感器信息的融合外,多旋翼无人机的导航系统还需要考虑其他因素的影响,例如地形、气象等。因此,在多源信息融合算法中,还需要考虑这些因素的影响,并进行相应的处理。例如,在考虑地形因素时,可以采用地形匹配算法来对无人机的位置进行修正,以提高导航精度和鲁棒性。

总之,多源信息融合算法在多旋翼无人机的导航系统中具有重要的作用,能够提高导航精度、降低误差、增强鲁棒性等方面的性能。因此,在多旋翼无人机的设计和应用中,多源信息融合算法的研究和应用具有重要的意义。

📣 部分代码

%%% Designed and Developed by Mohammad Dehghani and Pavel Trojovský %%%function [lowerbound,upperbound,dimension,fitness] = fun_info(F)switch F    case 'F1'        fitness = @F1;        lowerbound=-100;        upperbound=100;        dimension=30;            case 'F2'        fitness = @F2;        lowerbound=-10;        upperbound=10;        dimension=30;            case 'F3'        fitness = @F3;        lowerbound=-100;        upperbound=100;        dimension=30;            case 'F4'        fitness = @F4;        lowerbound=-100;        upperbound=100;        dimension=30;            case 'F5'        fitness = @F5;        lowerbound=-30;        upperbound=30;        dimension=30;            case 'F6'        fitness = @F6;        lowerbound=-100;        upperbound=100;        dimension=30;            case 'F7'        fitness = @F7;        lowerbound=-1.28;        upperbound=1.28;        dimension=30;            case 'F8'        fitness = @F8;        lowerbound=-500;        upperbound=500;        dimension=30;            case 'F9'        fitness = @F9;        lowerbound=-5.12;        upperbound=5.12;        dimension=30;            case 'F10'        fitness = @F10;        lowerbound=-32;        upperbound=32;        dimension=30;            case 'F11'        fitness = @F11;        lowerbound=-600;        upperbound=600;        dimension=30;            case 'F12'        fitness = @F12;        lowerbound=-50;        upperbound=50;        dimension=30;            case 'F13'        fitness = @F13;        lowerbound=-50;        upperbound=50;        dimension=30;            case 'F14'        fitness = @F14;        lowerbound=-65.536;        upperbound=65.536;        dimension=2;            case 'F15'        fitness = @F15;        lowerbound=-5;        upperbound=5;        dimension=4;            case 'F16'        fitness = @F16;        lowerbound=-5;        upperbound=5;        dimension=2;            case 'F17'        fitness = @F17;        lowerbound=[-5,0];        upperbound=[10,15];        dimension=2;            case 'F18'        fitness = @F18;        lowerbound=-2;        upperbound=2;        dimension=2;            case 'F19'        fitness = @F19;        lowerbound=0;        upperbound=1;        dimension=3;            case 'F20'        fitness = @F20;        lowerbound=0;        upperbound=1;        dimension=6;                 case 'F21'        fitness = @F21;        lowerbound=0;        upperbound=10;        dimension=4;                case 'F22'        fitness = @F22;        lowerbound=0;        upperbound=10;        dimension=4;                case 'F23'        fitness = @F23;        lowerbound=0;        upperbound=10;        dimension=4;            endend% F1function R = F1(x)R=sum(x.^2);end% F2function R = F2(x)R=sum(abs(x))+prod(abs(x));end% F3function R = F3(x)dimension=size(x,2);R=0;for i=1:dimension    R=R+sum(x(1:i))^2;endend% F4function R = F4(x)R=max(abs(x));end% F5function R = F5(x)dimension=size(x,2);R=sum(100*(x(2:dimension)-(x(1:dimension-1).^2)).^2+(x(1:dimension-1)-1).^2);end% F6function R = F6(x)R=sum(floor((x+.5)).^2);end% F7function R = F7(x)dimension=size(x,2);R=sum([1:dimension].*(x.^4))+rand;end% F8function R = F8(x)R=sum(-x.*sin(sqrt(abs(x))));end% F9function R = F9(x)dimension=size(x,2);R=sum(x.^2-10*cos(2*pi.*x))+10*dimension;end% F10function R = F10(x)dimension=size(x,2);R=-20*exp(-.2*sqrt(sum(x.^2)/dimension))-exp(sum(cos(2*pi.*x))/dimension)+20+exp(1);end% F11function R = F11(x)dimension=size(x,2);R=sum(x.^2)/4000-prod(cos(x./sqrt([1:dimension])))+1;end% F12function R = F12(x)dimension=size(x,2);R=(pi/dimension)*(10*((sin(pi*(1+(x(1)+1)/4)))^2)+sum((((x(1:dimension-1)+1)./4).^2).*...(1+10.*((sin(pi.*(1+(x(2:dimension)+1)./4)))).^2))+((x(dimension)+1)/4)^2)+sum(Ufun(x,10,100,4));end% F13function R = F13(x)dimension=size(x,2);R=.1*((sin(3*pi*x(1)))^2+sum((x(1:dimension-1)-1).^2.*(1+(sin(3.*pi.*x(2:dimension))).^2))+...((x(dimension)-1)^2)*(1+(sin(2*pi*x(dimension)))^2))+sum(Ufun(x,5,100,4));end% F14function R = F14(x)aS=[-32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32;,...-32 -32 -32 -32 -32 -16 -16 -16 -16 -16 0 0 0 0 0 16 16 16 16 16 32 32 32 32 32];for j=1:25    bS(j)=sum((x'-aS(:,j)).^6);endR=(1/500+sum(1./([1:25]+bS))).^(-1);end% F15function R = F15(x)aK=[.1957 .1947 .1735 .16 .0844 .0627 .0456 .0342 .0323 .0235 .0246];bK=[.25 .5 1 2 4 6 8 10 12 14 16];bK=1./bK;R=sum((aK-((x(1).*(bK.^2+x(2).*bK))./(bK.^2+x(3).*bK+x(4)))).^2);end% F16function R = F16(x)R=4*(x(1)^2)-2.1*(x(1)^4)+(x(1)^6)/3+x(1)*x(2)-4*(x(2)^2)+4*(x(2)^4);end% F17function R = F17(x)R=(x(2)-(x(1)^2)*5.1/(4*(pi^2))+5/pi*x(1)-6)^2+10*(1-1/(8*pi))*cos(x(1))+10;end% F18function R = F18(x)R=(1+(x(1)+x(2)+1)^2*(19-14*x(1)+3*(x(1)^2)-14*x(2)+6*x(1)*x(2)+3*x(2)^2))*...    (30+(2*x(1)-3*x(2))^2*(18-32*x(1)+12*(x(1)^2)+48*x(2)-36*x(1)*x(2)+27*(x(2)^2)));end% F19function R = F19(x)aH=[3 10 30;.1 10 35;3 10 30;.1 10 35];cH=[1 1.2 3 3.2];pH=[.3689 .117 .2673;.4699 .4387 .747;.1091 .8732 .5547;.03815 .5743 .8828];R=0;for i=1:4    R=R-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));endend% F20function R = F20(x)aH=[10 3 17 3.5 1.7 8;.05 10 17 .1 8 14;3 3.5 1.7 10 17 8;17 8 .05 10 .1 14];cH=[1 1.2 3 3.2];pH=[.1312 .1696 .5569 .0124 .8283 .5886;.2329 .4135 .8307 .3736 .1004 .9991;....2348 .1415 .3522 .2883 .3047 .6650;.4047 .8828 .8732 .5743 .1091 .0381];R=0;for i=1:4    R=R-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));endend% F21function R = F21(x)aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];R=0;for i=1:5    R=R-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);endend% F22function R = F22(x)aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];R=0;for i=1:7    R=R-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);endend% F23function R = F23(x)aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];R=0;for i=1:10    R=R-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);endendfunction R=Ufun(x,a,k,m)R=k.*((x-a).^m).*(x>a)+k.*((-x-a).^m).*(x<(-a));end

⛳️ 运行结果

image.gif编辑

image.gif编辑

🔗 参考文献

[1]袁克非.组合导航系统多源信息融合关键技术研究[D].哈尔滨工程大学[2023-09-19].DOI:CNKI:CDMD:1.1012.518746.

🎈 部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除
🎁  关注我领取海量matlab电子书和数学建模资料

👇  私信完整代码和数据获取及论文数模仿真定制

1 各类智能优化算法改进及应用

生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化

2 机器学习和深度学习方面

卷积神经网络(CNN)、LSTM、支持向量机(SVM)、最小二乘支持向量机(LSSVM)、极限学习机(ELM)、核极限学习机(KELM)、BP、RBF、宽度学习、DBN、RF、RBF、DELM、XGBOOST、TCN实现风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断

2.图像处理方面

图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知

3 路径规划方面

旅行商问题(TSP)、车辆路径问题(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、车辆协同无人机路径规划、天线线性阵列分布优化、车间布局优化

4 无人机应用方面

无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配、无人机安全通信轨迹在线优化

5 无线传感器定位及布局方面

传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化

6 信号处理方面

信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化

7 电力系统方面

微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置

8 元胞自动机方面

交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长

9 雷达方面

卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合


相关文章
|
2月前
|
算法 安全 数据安全/隐私保护
根据空域图信息构造飞机航线图以及飞行轨迹模拟matlab仿真
本程序基于MATLAB2022A实现空域图信息的飞机航线图构建与飞行轨迹模拟。空域图是航空领域的重要工具,包含航线、导航点、飞行高度层等信息。程序通过航路网络建模(节点为机场/导航点,边为航线段)构建航线图,并依据飞行规则规划航线。飞行轨迹模拟包括确定起飞点与目的地、设置航路点及飞行高度层,确保飞行安全。完整程序运行结果无水印,适用于航空飞行计划制定与研究。
|
3月前
|
算法 数据安全/隐私保护
基于信息论的高动态范围图像评价算法matlab仿真
本项目基于信息论开发了一种高动态范围(HDR)图像评价算法,并通过MATLAB 2022A进行仿真。该算法利用自然图像的概率模型,研究图像熵与成像动态范围的关系,提出了理想成像动态范围的计算公式。核心程序实现了图像裁剪处理、熵计算等功能,展示了图像熵与动态范围之间的关系。测试结果显示,在[μ-3σ, μ+3σ]区间内图像熵趋于稳定,表明系统动态范围足以对景物成像。此外,还探讨了HDR图像亮度和对比度对图像质量的影响,为HDR图像评价提供了理论基础。
|
6月前
|
机器学习/深度学习 传感器 人工智能
智慧无人机AI算法方案
智慧无人机AI算法方案通过集成先进的AI技术和多传感器融合,实现了无人机的自主飞行、智能避障、高效数据处理及多机协同作业,显著提升了无人机在复杂环境下的作业能力和安全性。该方案广泛应用于航拍测绘、巡检监测、应急救援和物流配送等领域,能够有效降低人工成本,提高任务执行效率和数据处理速度。
286 2
智慧无人机AI算法方案
|
6月前
|
机器学习/深度学习 存储 算法
基于Actor-Critic(A2C)强化学习的四旋翼无人机飞行控制系统matlab仿真
基于Actor-Critic强化学习的四旋翼无人机飞行控制系统,通过构建策略网络和价值网络学习最优控制策略。MATLAB 2022a仿真结果显示,该方法在复杂环境中表现出色。核心代码包括加载训练好的模型、设置仿真参数、运行仿真并绘制结果图表。仿真操作步骤可参考配套视频。
263 0
|
存储 算法 算法框架/工具
基于HSV色度空间的图像深度信息提取算法FPGA实现,包含testbench和MATLAB辅助验证程序
该文档介绍了在一个FPGA项目中使用HSV色彩模型提取图像深度信息的过程。通过将RGB图像转换为HSV,然后利用明度与深度的非线性映射估计深度。软件版本为Vivado 2019.2和MATLAB 2022a。算法在MATLAB中进行了对比测试,并在FPGA上实现了优化,包括流水线并行处理和查找表技术。提供的Verilog代码段展示了RGB到灰度的转换。实验结果和核心程序的图片未显示。
|
机器学习/深度学习 算法 计算机视觉
基于局部信息提取的人脸标志检测算法matlab仿真
基于局部信息提取的人脸标志检测算法matlab仿真
|
算法 机器人 vr&ar
基于双目RGB图像和图像深度信息的三维室内场景建模matlab仿真
基于双目RGB图像和图像深度信息的三维室内场景建模matlab仿真
|
机器学习/深度学习 传感器 算法
【红外图像】利用红外图像处理技术对不同制冷剂充装的制冷系统进行性能评估(Matlab代码实现)
【红外图像】利用红外图像处理技术对不同制冷剂充装的制冷系统进行性能评估(Matlab代码实现)
|
机器学习/深度学习 传感器 算法
【视频去噪】基于全变异正则化最小二乘反卷积是最标准的图像处理、视频去噪研究(Matlab代码实现)
【视频去噪】基于全变异正则化最小二乘反卷积是最标准的图像处理、视频去噪研究(Matlab代码实现)
|
机器学习/深度学习 传感器 算法
【大规模 MIMO 检测】基于ADMM的大型MU-MIMO无穷大范数检测研究(Matlab代码实现)
【大规模 MIMO 检测】基于ADMM的大型MU-MIMO无穷大范数检测研究(Matlab代码实现)

热门文章

最新文章