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室内导航系统是微小型旋翼无人机实现室内飞行控制的重要环节。在室内环境中,无法使用GPS/INS组合导航系统,为此,本文设计了一种基于Radar-scanner/INS的室内组合导航方案,并对四旋翼平台进行建模和控制器的设计。论文的主要工作及贡献如下：首先选择四旋翼为实验平台,综合考虑成本、功能、性能和负载等因素,搭建适合于导航与飞行控制系统的硬件平台,并设计开发软件系统。随后提出一种基于Radar-scanner/INS的室内导航方案。为提高算法的实时性,采用基于EKF的D&C SLAM算法配合激光雷达传感器实现室内定位和构图；对由激光雷达数据组成的轮廓地图进行特征提取,用于特征配对；在D&C SLAM算法中加入扫描匹配(Scan Matching),融合INS和激光雷达数据,以提高状态更新值的精度,同时在扫描匹配过程中提出启发性逻辑来筛选激光雷达数据,以提高算法对因姿态变化而引起的轮廓地图波动的抗干扰性；在基于JCBB的特征匹配过程中借助扫描匹配的结果和特征匹配的传递性提出精度较高的引导配对,以提高在三维动态环境中特征配对的准确性；最后,将D&C SLAM与INS进行基于EKF的组合滤波,给出无人机的状态估计。为验证D&C SLAM/INS室内组合导航系统能够用于实际的飞行控制,本文以四旋翼为对象,在悬停点附近建立了四通道对象模型：俯仰通道、横滚通道、偏航通道和垂直通道,接着根据模型特性建立四通道PID串级控制器,并结合控制算法、控制期望和实际飞行结果,对控制器的参数进行整定。最后在四旋翼平台上设计了三组实验,首先是基于GPS/INS的室外飞行控制实验,内环跟踪控制响应比较迅速,外环阶跃响应的动态性能也能达到预期要求,航线飞行的实际结果与预设航线基本一致,表明飞行控制系统能够用于实际的四旋翼平台；接着在无动力状态下,进行D&C SLAM的定位性能实验以及D&CSLAM/INS与GPS/INS的对比实验,D&C SLAM的定位误差和构图误差均不超过10cm,有较高的定位精度,D&C SLAM/INS与GPS/INS的水平位置估计差值方差为0.02m2和0.05m2,区别不大；最后是基于D&C SLAM/INS的室内飞行控制实验,能够自主起飞、悬停并且前飞,悬停精度可达0.2m,验证了D&CSLAM/INS室内组合导航系统能够应用于实际的飞行控制系统。