| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 目录 | 第6-9页 |
| 第一章 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 引言 | 第9-10页 |
| 1.2 水下机器人定位的研究的目的和意义 | 第10页 |
| 1.3 水下机器人定位研究现状 | 第10-13页 |
| 1.3.1 水声定位系统 | 第11页 |
| 1.3.2 基于 GPS 的水下定位系统 | 第11页 |
| 1.3.3 基于概率定位 | 第11-12页 |
| 1.3.4 基于地图的定位 | 第12页 |
| 1.3.5 基于视觉定位 | 第12页 |
| 1.3.6 基于人造侧线定位 | 第12页 |
| 1.3.7 基于多传感器融合定位 | 第12-13页 |
| 1.3.8 基于电场定位 | 第13页 |
| 1.4 论文主要研究内容与组织结构 | 第13-15页 |
| 1.4.1 论文的主要研究内容 | 第13-14页 |
| 1.4.2 论文组织结构 | 第14-15页 |
| 第二章 基于 Linux 的水下机器人嵌入式系统设计 | 第15-27页 |
| 2.1 引言 | 第15页 |
| 2.2 水下机器人的基本结构 | 第15-16页 |
| 2.3 水下机器人硬件系统 | 第16-21页 |
| 2.3.1 主控制单元 | 第17页 |
| 2.3.2 执行单元 | 第17-18页 |
| 2.3.3 感知单元 | 第18-20页 |
| 2.3.4 电源单元 | 第20-21页 |
| 2.3.5 监控单元 | 第21页 |
| 2.4 水下机器人软件系统 | 第21-26页 |
| 2.4.1 水下机器人硬件驱动程序 | 第22页 |
| 2.4.2 水下机器人应用程序 | 第22-23页 |
| 2.4.3 上层监控单元 | 第23-26页 |
| 2.5 本章小结 | 第26-27页 |
| 第三章 水下机器人视觉系统和水下图像处理 | 第27-41页 |
| 3.1 引言 | 第27页 |
| 3.2 水下机器人视觉系统 | 第27-28页 |
| 3.3 OpenCV 在嵌入式 Linux 上的应用 | 第28-30页 |
| 3.4 水下机器人水下图像处理 | 第30-40页 |
| 3.4.1 采集图像 | 第30-31页 |
| 3.4.2 ACE(自动颜色均衡)算法 | 第31-33页 |
| 3.4.3 HSV 颜色空间的转换 | 第33-34页 |
| 3.4.4 阈值分割 | 第34页 |
| 3.4.5 连通域检测 | 第34-35页 |
| 3.4.6 标志物识别 | 第35-36页 |
| 3.4.7 水下机器人到标志物的距离与角度计算 | 第36-39页 |
| 3.4.8 卡尔曼滤波 | 第39-40页 |
| 3.5 本章小结 | 第40-41页 |
| 第四章 水下机器人三维空间定位 | 第41-55页 |
| 4.1 水下机器人三维空间定位实现原理 | 第41-43页 |
| 4.1.1 实验场地坐标系 | 第41-42页 |
| 4.1.2 水下机器人运动模型 | 第42页 |
| 4.1.3 水下三维定位实现原理 | 第42-43页 |
| 4.2 基于蒙特卡洛算法的定位 | 第43-45页 |
| 4.2.1 贝叶斯滤波 | 第43-45页 |
| 4.2.2 粒子滤波 | 第45页 |
| 4.3 水下机器人蒙特卡洛自主定位研究 | 第45-50页 |
| 4.4 基于惯性导航的定位 | 第50-53页 |
| 4.5 水下机器人距水底的距离 | 第53页 |
| 4.6 本章小结 | 第53-55页 |
| 第五章 物理实验研究与结果分析 | 第55-69页 |
| 5.1 实验的内容和目的 | 第55页 |
| 5.2 实验环境概述 | 第55-56页 |
| 5.3 水下图像处理实验 | 第56-58页 |
| 5.3.1 ACE 滤波 | 第56-57页 |
| 5.3.2 水下图像处理过程 | 第57页 |
| 5.3.3 不同颜色标志物识别效果图 | 第57-58页 |
| 5.4 IMU 矫正方法 | 第58-59页 |
| 5.5 基于惯性导航定位的实验效果 | 第59-63页 |
| 5.5.1 角度更新粒子收敛实验 | 第60-61页 |
| 5.5.2 距离更新粒子收敛实验 | 第61-62页 |
| 5.5.3 观测更新粒子收敛实验 | 第62页 |
| 5.5.4 基于蒙特卡洛算法的实验效果 | 第62-63页 |
| 5.6 基于惯性导航定位的实验效果 | 第63-64页 |
| 5.7 卡尔曼滤波 | 第64-66页 |
| 5.8 最终定位实验效果 | 第66页 |
| 5.9 水下机器人到水底的距离 | 第66-67页 |
| 5.10 整体三维空间定位 | 第67页 |
| 5.11 误差分析 | 第67-68页 |
| 5.12 本章小结 | 第68-69页 |
| 第六章 总结与展望 | 第69-71页 |
| 6.1 全文总结 | 第69页 |
| 6.2 工作展望 | 第69-71页 |
| 参考文献 | 第71-74页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75页 |