水槽泥石流实验巨石运移姿态检测系统设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 引言 | 第9-17页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9-11页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第9-10页 |
| 1.1.2 选题来源及研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-16页 |
| 1.2.1 航姿参考系统的发展 | 第11-13页 |
| 1.2.2 国内外航姿参考系统研发现状 | 第13-16页 |
| 1.3 主要研究内容和章节安排 | 第16-17页 |
| 第2章 巨石姿态检测理论及系统设计 | 第17-30页 |
| 2.1 巨石运移理论研究 | 第17-18页 |
| 2.2 巨石姿态描述 | 第18-21页 |
| 2.2.1 地理坐标系 | 第18-19页 |
| 2.2.2 巨石载体坐标系 | 第19-20页 |
| 2.2.3 坐标系间的变换关系 | 第20-21页 |
| 2.3 姿态更新方法 | 第21-24页 |
| 2.3.1 欧拉角法 | 第21-22页 |
| 2.3.2 方向余弦法 | 第22页 |
| 2.3.3 四元数法 | 第22-24页 |
| 2.4 姿态融合算法 | 第24-27页 |
| 2.4.1 离散卡尔曼滤波原理 | 第24-25页 |
| 2.4.2 拓展卡尔曼滤波原理 | 第25-27页 |
| 2.5 巨石姿态检测系统设计 | 第27-29页 |
| 2.5.1 系统设计需求 | 第27-28页 |
| 2.5.2 系统总体设计方案 | 第28-29页 |
| 2.6 本章小结 | 第29-30页 |
| 第3章 系统硬件设计 | 第30-46页 |
| 3.1 硬件总体方案 | 第30页 |
| 3.2 微控制器选型及外围电路设计 | 第30-32页 |
| 3.3 传感器选型及误差分析 | 第32-40页 |
| 3.3.1 惯性器件选型 | 第32-35页 |
| 3.3.2 MEMS惯性器件误差分析 | 第35-36页 |
| 3.3.3 磁力计选型 | 第36-37页 |
| 3.3.4 磁力计误差分析 | 第37-39页 |
| 3.3.5 传感器冗余配置 | 第39-40页 |
| 3.4 无线通信芯片 | 第40-42页 |
| 3.5 电源设计 | 第42-44页 |
| 3.6 姿态板与接收机 | 第44-45页 |
| 3.7 本章小结 | 第45-46页 |
| 第4章 系统软件设计 | 第46-68页 |
| 4.1 软件总体方案设计 | 第46-47页 |
| 4.2 姿态板软件开发 | 第47-56页 |
| 4.2.1 操作系统移植与任务创建 | 第47-49页 |
| 4.2.2 传感器数据读取 | 第49-52页 |
| 4.2.3 离线数据存储 | 第52-54页 |
| 4.2.4 无线通信协议设计 | 第54-55页 |
| 4.2.5 电源管理系统设计 | 第55-56页 |
| 4.3 算法设计与实现 | 第56-63页 |
| 4.3.1 传感器冗余实现 | 第56-59页 |
| 4.3.2 姿态解算算法实现 | 第59-63页 |
| 4.4 上位机设计 | 第63-67页 |
| 4.4.1 上位机方案设计 | 第63-64页 |
| 4.4.2 串口通信与数据解析 | 第64-65页 |
| 4.4.3 命令执行系统设计 | 第65-66页 |
| 4.4.4 3D模型定时显示 | 第66-67页 |
| 4.5 本章小结 | 第67-68页 |
| 第5章 系统性能测试与结果分析 | 第68-86页 |
| 5.1 传感器校准 | 第68-76页 |
| 5.1.1 加速度计标定 | 第68-71页 |
| 5.1.2 陀螺仪标定 | 第71-73页 |
| 5.1.3 磁力计标定 | 第73-76页 |
| 5.2 静态实验 | 第76-79页 |
| 5.2.1 静态稳定性测试 | 第76-77页 |
| 5.2.2 巨石姿态检测系统静态精度测试 | 第77-79页 |
| 5.3 飞行试验 | 第79-83页 |
| 5.4 水槽实验 | 第83-85页 |
| 5.4.1 实验过程 | 第83-84页 |
| 5.4.2 实验结果分析 | 第84-85页 |
| 5.5 本章小结 | 第85-86页 |
| 结论 | 第86-88页 |
| 致谢 | 第88-89页 |
| 参考文献 | 第89-92页 |
| 攻读学位期间取得学术成果 | 第92页 |
