港口集装箱起重机吊具姿态检测系统研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 专业术语注释 | 第7-8页 |
| 中英文縮略对照表 | 第8-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-22页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第15-17页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第17-19页 |
| 1.3 本文研究的主要内容 | 第19-20页 |
| 1.4 论文的章节安排 | 第20-22页 |
| 第二章 姿态解算理论基础 | 第22-37页 |
| 2.1 常用坐标系与坐标变换 | 第22-26页 |
| 2.1.1 常用坐标系定义 | 第22-24页 |
| 2.1.2 坐标变换 | 第24-26页 |
| 2.2 姿态表示方法 | 第26-34页 |
| 2.2.1 欧拉角表示法 | 第26-28页 |
| 2.2.2 方向余弦矩阵表示法 | 第28页 |
| 2.2.3 四元数表示法 | 第28-31页 |
| 2.2.4 三种算法分析对比 | 第31-34页 |
| 2.3 姿态更新微分方程 | 第34-36页 |
| 2.3.1 基于欧拉角法的微分方程 | 第34-35页 |
| 2.3.2 基于方向余弦法的微分方程 | 第35-36页 |
| 2.3.3 基于四元素法的微分方程 | 第36页 |
| 2.4 本章小结 | 第36-37页 |
| 第三章 MEMS传感器工作原理与误差分析 | 第37-47页 |
| 3.1 MEMS技术发展概况 | 第37-38页 |
| 3.2 MEMS传感器工作原理 | 第38-42页 |
| 3.2.1 三轴数字陀螺仪工作原理 | 第38-39页 |
| 3.2.2 三轴数字加速度计工作原理 | 第39-40页 |
| 3.2.3 三轴数字磁罗盘工作原理 | 第40-42页 |
| 3.3 MEMS传感器误差分析 | 第42-43页 |
| 3.3.1 三轴数字陀螺仪误差分析 | 第42页 |
| 3.3.2 三轴数字加速度计误差分析 | 第42-43页 |
| 3.3.3 三轴数字磁罗盘误差分析 | 第43页 |
| 3.4 传感器误差测试 | 第43-46页 |
| 3.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 第四章 基于梯度下降法的四元数姿态融合算法研究 | 第47-57页 |
| 4.1 梯度下降法原理 | 第47-48页 |
| 4.2 误差补偿原理 | 第48页 |
| 4.3 修正原理 | 第48-53页 |
| 4.3.1 三轴数字加速度计修正原理 | 第48-50页 |
| 4.3.2 三轴数字磁罗盘修正原理 | 第50-53页 |
| 4.4 基于梯度下降法的四元素姿态融合算法 | 第53-56页 |
| 4.5 本章小结 | 第56-57页 |
| 第五章 姿态检测系统硬件介绍与软件设计 | 第57-77页 |
| 5.1 系统架构设计与硬件介绍 | 第57-62页 |
| 5.1.1 系统架构设计 | 第57-58页 |
| 5.1.2 姿态检测系统硬件介绍 | 第58-62页 |
| 5.2 IAR项目工程搭建 | 第62-66页 |
| 5.2.1 IAR开发环境配置 | 第62-63页 |
| 5.2.2 项目文件架构组织 | 第63-65页 |
| 5.2.3 底层驱动程序实现 | 第65-66页 |
| 5.3 通信方式配置实现 | 第66-70页 |
| 5.3.1 USART配置与实现 | 第66-67页 |
| 5.3.2 I2C配置与实现 | 第67-69页 |
| 5.3.3 SPI配置与实现 | 第69-70页 |
| 5.4 下位机软件设计 | 第70-76页 |
| 5.4.1 系统初始化 | 第71-72页 |
| 5.4.2 传感器初始化 | 第72-74页 |
| 5.4.3 传感器数据采集与处理 | 第74-75页 |
| 5.4.4 姿态解算与融合更新 | 第75页 |
| 5.4.5 串口数据输出 | 第75-76页 |
| 5.5 本章小结 | 第76-77页 |
| 第六章 上位机模拟3D环境搭建与数据分析 | 第77-86页 |
| 6.1 PYTHON语言介绍 | 第77页 |
| 6.2 上位机软件设计 | 第77-81页 |
| 6.2.1 上位机界面初始化 | 第79页 |
| 6.2.2 串口设置与数据读取 | 第79-80页 |
| 6.2.3 吊具3D模型和显示信息更新 | 第80-81页 |
| 6.2.4 上位机开发环境运行 | 第81页 |
| 6.3 实验数据测试与分析 | 第81-85页 |
| 6.3.1 B参数对算法性能的影响 | 第81-83页 |
| 6.3.2 融合算法误差分析 | 第83-85页 |
| 6.4 本章小结 | 第85-86页 |
| 结论与展望 | 第86-87页 |
| 参考文献 | 第87-91页 |
| 攻读学位期间发表的论文及获奖 | 第91-93页 |
| 致谢 | 第93页 |
