全向移动机器人惯性导航系统设计
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 研究背景 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.1 捷联式惯性导航系统的发展 | 第10-11页 |
| 1.2.2 惯性仪表的发展现状 | 第11-12页 |
| 1.2.3 捷联式惯性导航算法研究概况 | 第12页 |
| 1.3 课题来源 | 第12-13页 |
| 1.4 论文组织结构 | 第13-15页 |
| 第二章 捷联式惯性导航系统基本原理 | 第15-21页 |
| 2.1 惯性导航中常用坐标系 | 第15-16页 |
| 2.2 姿态角的定义 | 第16页 |
| 2.3 捷联式惯性导航系统的工作原理 | 第16-19页 |
| 2.3.1 欧拉角法 | 第17页 |
| 2.3.2 方向余弦法 | 第17-18页 |
| 2.3.3 四元数法 | 第18-19页 |
| 2.3.4 欧拉角法、方向余弦法和四元数法的关系 | 第19页 |
| 2.4 本章小结 | 第19-21页 |
| 第三章 微型惯性导航系统方案设计 | 第21-33页 |
| 3.1 需求分析及方案设计 | 第21页 |
| 3.2 关键元器件选型分析 | 第21-25页 |
| 3.2.1 惯性元器件选型 | 第21-22页 |
| 3.2.2 GPS模块选型 | 第22-23页 |
| 3.2.3 蓝牙模块选型 | 第23-24页 |
| 3.2.4 MCU选型 | 第24-25页 |
| 3.3 硬件电路设计 | 第25-27页 |
| 3.3.1 微处理器外部电路设计 | 第25页 |
| 3.3.2 MPU9250外部电路设计 | 第25-27页 |
| 3.4 MPU9250软件配置 | 第27-30页 |
| 3.4.1 I2C通信方案 | 第27页 |
| 3.4.2 I2C通信协议 | 第27-28页 |
| 3.4.3 I2C通信过程 | 第28-29页 |
| 3.4.4 寄存器配置及参数初始化 | 第29-30页 |
| 3.5 GPS模块配置 | 第30-32页 |
| 3.5.1 NMEA-0183协议简介 | 第30-31页 |
| 3.5.2 SGPRMC协议解析 | 第31页 |
| 3.5.3 u-center软件配置GPS参数 | 第31-32页 |
| 3.6 本章小结 | 第32-33页 |
| 第四章 MIMU误差建模研究 | 第33-47页 |
| 4.1 误差源分析 | 第33页 |
| 4.2 误差建模分析 | 第33-36页 |
| 4.2.1 系统误差建模 | 第33-35页 |
| 4.2.2 陀螺仪误差建模 | 第35-36页 |
| 4.3 MPU9250标定方法研究 | 第36-40页 |
| 4.3.1 加速度计和磁力计标量场校准 | 第36-37页 |
| 4.3.2 加速度计和磁力计转台旋转校准 | 第37-38页 |
| 4.3.3 陀螺仪重力场校准 | 第38页 |
| 4.3.4 陀螺仪转台旋转校准 | 第38-39页 |
| 4.3.5 磁力计椭圆拟合修正 | 第39-40页 |
| 4.4 惯性器件误差标定 | 第40-45页 |
| 4.4.1 磁力计椭球拟合标定 | 第40-41页 |
| 4.4.2 加速度计和磁力计标量场校准 | 第41-42页 |
| 4.4.3 加速度计和磁力计转台旋转校准 | 第42-43页 |
| 4.4.4 陀螺仪重力场校准校准 | 第43-44页 |
| 4.4.5 陀螺仪转台旋转旋转校准 | 第44-45页 |
| 4.5 MPU9250标定效果验证 | 第45-46页 |
| 4.6 磁力计的快速标定 | 第46页 |
| 4.7 本章小结 | 第46-47页 |
| 第五章 姿态解算算法研究 | 第47-56页 |
| 5.1 卡尔曼滤波器 | 第47-48页 |
| 5.2 扩展卡尔曼滤波算法 | 第48-50页 |
| 5.2.1 离散时间非线性动态系统描述 | 第48页 |
| 5.2.2 扩展Kalman滤波算法 | 第48-50页 |
| 5.2.3 Q、R及P0对滤波器性能的影响 | 第50页 |
| 5.3 姿态解算算法 | 第50-51页 |
| 5.3.1 扩展卡尔曼滤波器 | 第50-51页 |
| 5.3.2 运动噪声抑制 | 第51页 |
| 5.4 全向移动机器人平台的静态及动态实验 | 第51-55页 |
| 5.4.1 实验对象 | 第51-52页 |
| 5.4.2 软件平台 | 第52-53页 |
| 5.4.3 磁力计上电自校正 | 第53页 |
| 5.4.4 姿态角静态漂移实验 | 第53-54页 |
| 5.4.5 姿态角动态跟随实验 | 第54-55页 |
| 5.5 本章小结 | 第55-56页 |
| 第六章 总结与展望 | 第56-57页 |
| 6.1 总结 | 第56页 |
| 6.2 展望 | 第56-57页 |
| 致谢 | 第57-58页 |
| 参考文献 | 第58-61页 |
| 作者简介 | 第61页 |
