微小型多旋翼无人机LiDar子系统设计
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 第一章 引言 | 第8-17页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第8页 |
| 1.2 国内外研究与应用现状 | 第8-15页 |
| 1.2.1 无人机SLAM系统研究与应用现状 | 第8-12页 |
| 1.2.2 二维激光雷达产品发展现状 | 第12-15页 |
| 1.3 课题研究工作目标与主要内容 | 第15页 |
| 1.3.1 研究工作目标 | 第15页 |
| 1.3.2 主要工作内容 | 第15页 |
| 1.4 论文结构安排 | 第15-17页 |
| 第二章 系统方案设计 | 第17-23页 |
| 2.1 激光雷达测距方法 | 第17-18页 |
| 2.2 基于二维激光雷达的SLAM基本原理 | 第18-20页 |
| 2.2.1 主要步骤 | 第18-19页 |
| 2.2.2 主要算法 | 第19-20页 |
| 2.3 姿态补偿 | 第20页 |
| 2.4 基于二维激光雷达的SLAM系统方案 | 第20-22页 |
| 2.5 本章小结 | 第22-23页 |
| 第三章 系统硬件设计 | 第23-41页 |
| 3.1 硬件系统实现方案 | 第23页 |
| 3.2 器件选型 | 第23-30页 |
| 3.2.1 二维激光雷达RPLIDARA1 | 第23-24页 |
| 3.2.2 惯性测量单元MPU9250 | 第24-25页 |
| 3.2.3 高度测量模块KS103 | 第25-26页 |
| 3.2.4 无线数传模块AS69-T20 | 第26-28页 |
| 3.2.5 微控制器STM32F103RCT6 | 第28-30页 |
| 3.3 接口电路设计 | 第30-37页 |
| 3.3.1 STM32F103RCT6 | 第30-32页 |
| 3.3.2 RPLIDARA1 | 第32-33页 |
| 3.3.3 MPU9250 | 第33-34页 |
| 3.3.4 KS103 | 第34页 |
| 3.3.5 AS69-T20 | 第34-36页 |
| 3.3.6 调试接口 | 第36页 |
| 3.3.7 电源与LED | 第36-37页 |
| 3.4 系统原理图设计 | 第37-39页 |
| 3.5 系统PCB设计 | 第39页 |
| 3.6 硬件组装与系统安装 | 第39-40页 |
| 3.7 本章小结 | 第40-41页 |
| 第四章 系统软件设计 | 第41-65页 |
| 4.1 软件系统功能需求分析 | 第41页 |
| 4.2 嵌入式软件系统架构 | 第41-42页 |
| 4.3 软件系统前台任务分析 | 第42-50页 |
| 4.3.1 RPLIDARA1数据的采集 | 第42-47页 |
| 4.3.2 MPU9250和KS103数据的采集 | 第47-49页 |
| 4.3.3 无线通讯控制 | 第49-50页 |
| 4.4 软件系统后台任务分析 | 第50-62页 |
| 4.4.1 RPLIDARA1数据的处理 | 第50-53页 |
| 4.4.2 MPU9250数据的处理 | 第53-54页 |
| 4.4.3 KS103数据的处理 | 第54页 |
| 4.4.4 基于四元数的姿态解算算法 | 第54-60页 |
| 4.4.5 通信数据包的封装 | 第60-62页 |
| 4.5 嵌入式多任务软件实现 | 第62-63页 |
| 4.6 系统软件实现 | 第63-64页 |
| 4.6.1 开发环境 | 第63-64页 |
| 4.6.2 软件系统开发调试 | 第64页 |
| 4.7 本章小结 | 第64-65页 |
| 第五章 系统测试与分析 | 第65-78页 |
| 5.1 系统测试方案 | 第65页 |
| 5.2 测试平台的搭建 | 第65-68页 |
| 5.2.1 测试平台组成 | 第65-66页 |
| 5.2.2 测试平台 | 第66-67页 |
| 5.2.3 上位机软件设计 | 第67-68页 |
| 5.3 静态测试 | 第68-73页 |
| 5.3.1 二维激光雷达数据采集与处理测试 | 第68-70页 |
| 5.3.2 姿态角数据采集与处理测试 | 第70-72页 |
| 5.3.3 超声波高度数据采集与处理测试 | 第72-73页 |
| 5.4 动态测试 | 第73-76页 |
| 5.5 搭载MAV飞行测试 | 第76-77页 |
| 5.6 本章小结 | 第77-78页 |
| 第六章 基于ROS的SLAM实验 | 第78-83页 |
| 6.1 ROS系统架构 | 第78-79页 |
| 6.2 基于ROS的SLAM算法 | 第79-80页 |
| 6.3 基于ROS的SLAM实验环境搭建 | 第80-81页 |
| 6.4 SLAM实验 | 第81-82页 |
| 6.5 本章小结 | 第82-83页 |
| 总结与展望 | 第83-85页 |
| 参考文献 | 第85-88页 |
| 致谢 | 第88页 |
