室外自主搜救飞行机器人的设计与实现
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 课题背景和意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-14页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 研究目标及内容 | 第14-15页 |
| 1.4 论文章节安排 | 第15-16页 |
| 2 搜救飞行机器人方案设计 | 第16-29页 |
| 2.1 飞控系统设计 | 第17-20页 |
| 2.1.1 MCU选型 | 第18页 |
| 2.1.2 姿态传感器选型 | 第18页 |
| 2.1.3 气压计选型 | 第18-19页 |
| 2.1.4 飞控数据存储 | 第19页 |
| 2.1.5 飞控系统硬件 | 第19-20页 |
| 2.2 红外视觉系统 | 第20-23页 |
| 2.2.1 红外热像仪选型 | 第20-21页 |
| 2.2.2 图像处理器 | 第21-23页 |
| 2.2.3 VR眼镜及图传系统 | 第23页 |
| 2.3 搜救飞行机器人平台搭建 | 第23-25页 |
| 2.4 遥控及地面站 | 第25-26页 |
| 2.5 搜救策略 | 第26-28页 |
| 2.6 本章小结 | 第28-29页 |
| 3 飞行器姿态解算及其控制 | 第29-49页 |
| 3.1 四旋翼飞行器的飞行原理 | 第29-31页 |
| 3.2 惯性导航技术 | 第31-32页 |
| 3.3 姿态解算 | 第32-36页 |
| 3.3.1 欧拉角法 | 第32-33页 |
| 3.3.2 方向余弦法 | 第33-34页 |
| 3.3.3 四元数法 | 第34-35页 |
| 3.3.4 四元数姿态解算流程 | 第35-36页 |
| 3.4 姿态融合 | 第36-42页 |
| 3.4.1 互补滤波 | 第36-37页 |
| 3.4.2 互补滤波姿态估计器设计 | 第37-38页 |
| 3.4.3 姿态测试 | 第38-42页 |
| 3.5 速度及位置估计 | 第42-43页 |
| 3.6 飞行器控制方法 | 第43-48页 |
| 3.6.1 控制方法选择 | 第43-44页 |
| 3.6.2 PID控制算法 | 第44-45页 |
| 3.6.3 数字PID控制器 | 第45页 |
| 3.6.4 串级PID控制算法 | 第45-46页 |
| 3.6.5 位姿控制 | 第46-48页 |
| 3.7 本章小结 | 第48-49页 |
| 4 红外成像及目标检测 | 第49-65页 |
| 4.1 红外成像在搜救飞行器上的应用 | 第49页 |
| 4.2 红外人体目标检测 | 第49-59页 |
| 4.2.1 红外图像获取 | 第49-50页 |
| 4.2.2 图像预处理 | 第50页 |
| 4.2.3 目标分割 | 第50-53页 |
| 4.2.4 HOG特征提取 | 第53-56页 |
| 4.2.5 人体目标检测 | 第56-58页 |
| 4.2.6 样本获取及SVM训练 | 第58-59页 |
| 4.3 ROI大小选取 | 第59-60页 |
| 4.4 人体目标定位 | 第60-64页 |
| 4.4.1 相机模型 | 第60-61页 |
| 4.4.2 红外热像仪镜头焦距的确定 | 第61-63页 |
| 4.4.3 红外热像仪参数矩阵的计算 | 第63页 |
| 4.4.4 目标位置估计 | 第63-64页 |
| 4.5 本章小结 | 第64-65页 |
| 5 软件实现 | 第65-72页 |
| 5.1 飞控软件实现 | 第65-70页 |
| 5.1.1 嵌入式操作系统的选择 | 第65页 |
| 5.1.2 飞控程序总体方案 | 第65-66页 |
| 5.1.3 传感器数据采集任务 | 第66-67页 |
| 5.1.4 位姿估计任务 | 第67-68页 |
| 5.1.5 位姿控制任务 | 第68-69页 |
| 5.1.6 通信任务 | 第69-70页 |
| 5.2 红外人体目标检测及实现 | 第70-71页 |
| 5.3 本章小结 | 第71-72页 |
| 6 系统测试 | 第72-77页 |
| 6.1 自主航迹规划测试 | 第72-73页 |
| 6.2 红外人体目标检测测试 | 第73-75页 |
| 6.3 目标定位测试 | 第75-76页 |
| 6.4 本章小结 | 第76-77页 |
| 结论 | 第77-78页 |
| 致谢 | 第78-79页 |
| 参考文献 | 第79-83页 |
| 附录 | 第83页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 | 第83页 |
