| 中文摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第10-15页 |
| 1.1 课题研究的背景和目的 | 第10-11页 |
| 1.1.1 相关背景 | 第10-11页 |
| 1.1.2 目的 | 第11页 |
| 1.2 数据融合技术及其在导航系统的应用 | 第11-12页 |
| 1.2.1 数据融合定义 | 第11-12页 |
| 1.2.2 基于数据融合的导航系统 | 第12页 |
| 1.3 旋翼无人机控制方法与控制方式的研究现状 | 第12-13页 |
| 1.4 论文研究的内容及结构安排 | 第13-15页 |
| 2 捷联惯导相关理论 | 第15-28页 |
| 2.1 导航常用坐标系 | 第15-16页 |
| 2.2 导航中的坐标变换 | 第16-20页 |
| 2.2.1 坐标变换与旋转矩阵 | 第16-18页 |
| 2.2.2 坐标变换的四元数形式 | 第18-20页 |
| 2.3 哥氏定理与哥氏加速度 | 第20页 |
| 2.4 比力方程 | 第20页 |
| 2.5 惯性导航关键器件 | 第20-22页 |
| 2.5.1 陀螺仪 | 第21页 |
| 2.5.2 加速度计 | 第21-22页 |
| 2.6 捷联惯导系统的原理与基本力学编排方程 | 第22-27页 |
| 2.6.1 系统的原理 | 第22-23页 |
| 2.6.2 姿态方程 | 第23-26页 |
| 2.6.3 导航位置方程 | 第26-27页 |
| 2.6.4 捷联惯导系统力学编排 | 第27页 |
| 2.7 本章小结 | 第27-28页 |
| 3 多旋翼无人机的结构及其数学建模 | 第28-36页 |
| 3.1 四旋翼飞行器的结构及飞行原理 | 第28-29页 |
| 3.2 四旋翼飞行器运动学建模 | 第29-30页 |
| 3.3 四旋翼飞行器动力学建模 | 第30-34页 |
| 3.4 动力学模型简化 | 第34-35页 |
| 3.5 本章小结 | 第35-36页 |
| 4 室内组合导航相关传感器 | 第36-48页 |
| 4.1 基于光流传感器的运动感知 | 第36-42页 |
| 4.1.1 光流、光流法及光流传感器概念 | 第36页 |
| 4.1.2 光流应用于导航的流程 | 第36-39页 |
| 4.1.3 光流位置测算的误差分析 | 第39-42页 |
| 4.2 基于地磁传感器的地磁检测 | 第42页 |
| 4.3 基于气压计的高度检测 | 第42-45页 |
| 4.3.1 不同的高度概念 | 第42-43页 |
| 4.3.2 气压高度模型 | 第43-45页 |
| 4.3.3 基于MEMS技术的气压计 | 第45页 |
| 4.4 基于声呐的高度检测 | 第45-47页 |
| 4.5 本章小结 | 第47-48页 |
| 5 数据融合滤波与导航系统设计 | 第48-62页 |
| 5.1 互补滤波在姿态数据融合中的应用 | 第48-50页 |
| 5.2 基于Kalman滤波的多传感器融合的室内组合导航 | 第50-61页 |
| 5.2.1 Kalman滤波原理 | 第51-53页 |
| 5.2.2 Kalman滤波的非线性扩展——EKF | 第53-55页 |
| 5.2.3 Kalman滤波在组合导航中的应用方法 | 第55-56页 |
| 5.2.4 室内组合导航系统方程的建立 | 第56-60页 |
| 5.2.5 实际滤波器设计的说明 | 第60-61页 |
| 5.3 本章小结 | 第61-62页 |
| 6 基于最速趋近法的旋翼无人机控制方式优化 | 第62-70页 |
| 6.1 传统控制方式的不足 | 第62-64页 |
| 6.2 推力目标矢量最速趋近法的原理 | 第64-67页 |
| 6.2.1 理论的提出 | 第64-66页 |
| 6.2.2 几何证明 | 第66-67页 |
| 6.3 优化控制方式的控制器设计 | 第67-68页 |
| 6.4 本章小结 | 第68-70页 |
| 7 室内旋翼无人机导航飞控系统实现 | 第70-94页 |
| 7.1 四旋翼飞行平台和导航飞控系统总体设计 | 第70-73页 |
| 7.2 导航飞控模块硬件电路设计 | 第73-74页 |
| 7.3 传感器的标定 | 第74-80页 |
| 7.3.1 陀螺仪的标定 | 第75-77页 |
| 7.3.2 加速度计的标定 | 第77-78页 |
| 7.3.3 地磁传感器校准 | 第78-80页 |
| 7.4 导航飞控系统软件设计 | 第80-85页 |
| 7.4.1 主控制器系统软件 | 第80-82页 |
| 7.4.2 协控制器系统软件 | 第82-85页 |
| 7.5 仿真与实验 | 第85-93页 |
| 7.5.1 室内组合导航系统仿真与实验 | 第85-88页 |
| 7.5.2 飞行器仿真模型建立及控制仿真 | 第88-93页 |
| 7.6 本章小结 | 第93-94页 |
| 8 总结与展望 | 第94-96页 |
| 8.1 总结 | 第94-95页 |
| 8.2 展望 | 第95-96页 |
| 参考文献 | 第96-99页 |
| 附录A 导航飞控模块电路 | 第99-103页 |
| 附录B Simulink室内组合导航系统KF和EKF的滤波器 | 第103-104页 |
| 附录C Simulink飞行器仿真模型 | 第104-105页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第105-106页 |
| 致谢 | 第106-107页 |
| 作者简介 | 第107-108页 |
