水下探测机器人设计与定位导航方法研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-18页 |
| 1.1 课题的研究背景与研究意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外发展现状 | 第9-15页 |
| 1.2.1 国外发展现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 国内发展概况 | 第12-15页 |
| 1.3 导航系统 | 第15-17页 |
| 1.3.1 声学导航系统 | 第15-16页 |
| 1.3.2 GNSS导航系统 | 第16页 |
| 1.3.3 基于水下视觉的导航系统 | 第16-17页 |
| 1.4 论文研究目标 | 第17-18页 |
| 第二章 总体方案 | 第18-25页 |
| 2.1 整体规划 | 第18页 |
| 2.2 结构组成 | 第18页 |
| 2.3 电子系统硬件结构 | 第18-22页 |
| 2.3.1 主控制器模块 | 第19-20页 |
| 2.3.2 多功能驱动器 | 第20-21页 |
| 2.3.3 定位导航模块 | 第21-22页 |
| 2.4 软件设计 | 第22-24页 |
| 2.4.1 MOOS介绍 | 第22-23页 |
| 2.4.2 水下机器人控制系统设计 | 第23-24页 |
| 2.5 本章小结 | 第24-25页 |
| 第三章 推进器控制器设计 | 第25-35页 |
| 3.1 控制方案 | 第25-26页 |
| 3.2 原理图设计 | 第26-27页 |
| 3.3 推进器控制模块软件设计 | 第27-34页 |
| 3.3.1 主程序设计 | 第28页 |
| 3.3.2 PWM产生与可调占空比程序设计 | 第28-29页 |
| 3.3.3 串口收发程序设计 | 第29-30页 |
| 3.3.4 指令分析程序设计 | 第30-34页 |
| 3.4 本章小结 | 第34-35页 |
| 第四章 定位导航方法研究 | 第35-59页 |
| 4.1 水下机器人导航方法 | 第35页 |
| 4.2 捷联惯导系统 | 第35-38页 |
| 4.2.1 捷联惯导系统原理介绍 | 第36页 |
| 4.2.2 捷联惯导系统常用坐标系 | 第36-37页 |
| 4.2.3 地理坐标系下的比力方程 | 第37-38页 |
| 4.3 姿态更新解算过程 | 第38-44页 |
| 4.3.1 姿态更新矩阵 | 第38-39页 |
| 4.3.2 姿态更新计算的等效旋转矢量法 | 第39-40页 |
| 4.3.3 等效旋转矢量的求解 | 第40页 |
| 4.3.4 旋转矢量求解算法的优化 | 第40-44页 |
| 4.4 水下机器人速度解算过程 | 第44-46页 |
| 4.4.1 速度算法 | 第44-45页 |
| 4.4.2 旋转效应和划桨效应分析 | 第45页 |
| 4.4.3 划桨效应补偿算法 | 第45-46页 |
| 4.5 位置解算过程 | 第46-48页 |
| 4.5.1 等效旋转矢量求解 | 第46-47页 |
| 4.5.2 位置矩阵的确定 | 第47-48页 |
| 4.6 仿真实验 | 第48-58页 |
| 4.6.1 轨迹仿真原理 | 第48-49页 |
| 4.6.2 初始参数设置 | 第49-51页 |
| 4.6.3 仿真轨迹结果 | 第51-54页 |
| 4.6.4 捷联惯导系统轨迹仿真 | 第54-58页 |
| 4.7 本草小节 | 第58-59页 |
| 第五章 捷联惯导的误差模型分析与建立 | 第59-67页 |
| 5.1 误差分析 | 第59-62页 |
| 5.1.1 速度与位置误差 | 第59-60页 |
| 5.1.2 姿态误差 | 第60-61页 |
| 5.1.3 电子罗盘以及深度计误差 | 第61-62页 |
| 5.2 卡尔曼滤波原理 | 第62-63页 |
| 5.3 卡尔曼滤波效果验证 | 第63-64页 |
| 5.4 卡尔曼滤波器设计 | 第64页 |
| 5.5 仿真实验 | 第64-66页 |
| 5.6 本章小结 | 第66-67页 |
| 第六章 总结与展望 | 第67-69页 |
| 6.1 总结 | 第67-68页 |
| 6.2 展望 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-72页 |
| 致谢 | 第72-73页 |
| 攻读硕士期间发表的论文 | 第73-74页 |
