基于捷联惯性的水下载体姿态检测系统研制
| 摘要 | 第1-6页 |
| ABSTRACT | 第6-11页 |
| 第1章 绪论 | 第11-14页 |
| ·课题的研究背景和意义 | 第11页 |
| ·国内外研究现状和发展趋势 | 第11-13页 |
| ·主要研究内容 | 第13-14页 |
| 第2章 姿态信息的四元数表述 | 第14-24页 |
| ·四元数的性质 | 第14-16页 |
| ·旋转矢量的四元数描述 | 第16-17页 |
| ·四元数与欧拉角的变换关系 | 第17-23页 |
| ·欧拉角表述空间姿态 | 第17页 |
| ·欧拉角与四元数的关系 | 第17-23页 |
| ·本章小结 | 第23-24页 |
| 第3章 三维姿态的解算算法 | 第24-34页 |
| ·基于陀螺仪输出数据的四元素微分方程描述 | 第24-27页 |
| ·四元数微分方程 | 第24-26页 |
| ·四元数微分方程的求解 | 第26-27页 |
| ·基于加速度计输出数据的四元数姿态信息表述 | 第27-30页 |
| ·梯度下降法原理介绍 | 第27-28页 |
| ·利用加速度值求解姿态四元数 | 第28-30页 |
| ·基于梯度下降法的数据融合算法实现 | 第30-33页 |
| ·本章小结 | 第33-34页 |
| 第4章 系统总体方案设计 | 第34-45页 |
| ·惯性传感器的介绍与分析 | 第35-40页 |
| ·三轴惯性传感器：ADIS16355 | 第35-37页 |
| ·MEMS 陀螺仪：L3G4200D | 第37-38页 |
| ·三轴加速度计：ADXL345 | 第38-39页 |
| ·惯性测量传感器：MPU6050 | 第39-40页 |
| ·各类传感器的比较分析 | 第40页 |
| ·处理器芯片的选定 | 第40-41页 |
| ·数据融合算法的分析与选择 | 第41-44页 |
| ·基于互补滤波的数据融合方法 | 第42页 |
| ·基于卡尔曼滤波的数据融合方式 | 第42-43页 |
| ·基于梯度下降的四元数数据融合方式 | 第43-44页 |
| ·姿态解算数据融合算法选定 | 第44页 |
| ·本章小结 | 第44-45页 |
| 第5章 系统硬件设计 | 第45-53页 |
| ·核心处理电路 | 第45-47页 |
| ·SWD 调试接口电路 | 第47-48页 |
| ·惯性传感器 MPU6050 及其外围电路 | 第48-50页 |
| ·串口通信电路 | 第50-51页 |
| ·电源模块电路 | 第51-52页 |
| ·本章小结 | 第52-53页 |
| 第6章 系统软件设计 | 第53-75页 |
| ·姿态检测系统下位机程序设计 | 第54-66页 |
| ·系统初始化 | 第54-58页 |
| ·传感器惯性数据采集 | 第58-59页 |
| ·测量单元运动检测 | 第59-61页 |
| ·惯性信息数据融合及姿态解算 | 第61-63页 |
| ·姿态信息打包输出 | 第63-64页 |
| ·下位机中断事件处理程序 | 第64-66页 |
| ·姿态检测系统上位机程序设计 | 第66-73页 |
| ·姿态信息数据帧识别与解析 | 第68-69页 |
| ·姿态信息更新 | 第69-70页 |
| ·姿态信息三维显示 | 第70-73页 |
| ·人机交互线程程序设计 | 第73页 |
| ·本章小结 | 第73-75页 |
| 第7章 系统性能测试 | 第75-82页 |
| ·动静态性能测试 | 第75页 |
| ·参数对算法性能的影响 | 第75-78页 |
| ·β对算法性能的影响 | 第76页 |
| ·t 对算法性能的影响 | 第76-77页 |
| ·算法参数合适选取 | 第77-78页 |
| ·系统准确度测试 | 第78-80页 |
| ·本章小结 | 第80-82页 |
| 第8章 总结与展望 | 第82-84页 |
| ·总结 | 第82-83页 |
| ·展望 | 第83-84页 |
| 致谢 | 第84-85页 |
| 参考文献 | 第85-88页 |
| 附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 | 第88-92页 |
