| 摘要 | 第4-5页 |
| abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状及发展 | 第11-17页 |
| 1.2.1 基于视觉的定位与建图研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.2 四轴飞行器避障与运动规划研究现状 | 第13-17页 |
| 1.3 课题研究意义 | 第17页 |
| 1.4 主要研究内容及组织 | 第17-19页 |
| 第二章 四轴飞行器飞行系统基础知识 | 第19-31页 |
| 2.1 四轴飞行器基本原理 | 第19-25页 |
| 2.1.1 四轴飞行器基本组成 | 第19-20页 |
| 2.1.2 相关坐标系与姿态表示 | 第20-23页 |
| 2.1.3 四轴飞行器基本运动模态 | 第23-25页 |
| 2.1.4 四轴飞行器控制系统分析 | 第25页 |
| 2.2 Pixhawk飞控 | 第25-30页 |
| 2.2.1 Pixhawk硬件结构 | 第25-27页 |
| 2.2.2 Pixhawk软件架构 | 第27-28页 |
| 2.2.3 Pixhawk机器人操作系统接口 | 第28-30页 |
| 2.3 本章小结 | 第30-31页 |
| 第三章 基于视觉的四轴飞行器定位与建图设计与实现 | 第31-48页 |
| 3.1 基于视觉的四轴飞行器定位与建图整体设计 | 第31-32页 |
| 3.2 视觉里程计实现 | 第32-41页 |
| 3.2.1 摄像机参数获取 | 第32-35页 |
| 3.2.2 ORB特征提取和匹配实现 | 第35-37页 |
| 3.2.3 摄像机位置姿态估计 | 第37-39页 |
| 3.2.4 基于局部地图的视觉里程计实现 | 第39-41页 |
| 3.3 视觉里程计优化 | 第41-43页 |
| 3.3.1 全局地图优化 | 第41-42页 |
| 3.3.2 回环检测 | 第42-43页 |
| 3.4 飞行环境稠密地图构建 | 第43-44页 |
| 3.5 基于视觉的即时定位与建图实验结果与分析 | 第44-47页 |
| 3.5.1 特征提取和匹配实验 | 第44-46页 |
| 3.5.2 视觉里程计实验 | 第46页 |
| 3.5.3 稠密地图构建实验 | 第46-47页 |
| 3.6 本章小结 | 第47-48页 |
| 第四章 四轴飞行器避障运动规划设计与实现 | 第48-63页 |
| 4.1 四轴飞行器碰撞检测实现 | 第48-54页 |
| 4.1.1 碰撞检测的基本原理 | 第48-50页 |
| 4.1.2 四轴飞行器飞行环境模型化 | 第50-52页 |
| 4.1.3 四轴飞行器与飞行环境碰撞检测实现 | 第52-54页 |
| 4.2 四轴飞行器运动规划研究 | 第54-56页 |
| 4.2.1 四轴飞行器常用运动规划算法研究 | 第54-55页 |
| 4.2.2 四轴飞行器飞行性能约束 | 第55-56页 |
| 4.3 基于改进RRT*算法的四轴飞行器运动规划设计与实现 | 第56-60页 |
| 4.3.1 RRT*算法基本原理 | 第56-58页 |
| 4.3.2 改进的RRT*算法 | 第58-60页 |
| 4.4 避障运动规划算法实验结果与分析 | 第60-62页 |
| 4.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 第五章 四轴飞行器视觉自主避障系统实现与实验验证 | 第63-79页 |
| 5.1 四轴飞行器自主避障系统实现整体方案 | 第63页 |
| 5.2 四轴飞行器硬件平台搭建 | 第63-68页 |
| 5.2.1 飞行控制系统实现 | 第64-65页 |
| 5.2.2 通信系统实现 | 第65-67页 |
| 5.2.3 动力系统实现 | 第67-68页 |
| 5.3 整体系统软件实现 | 第68-70页 |
| 5.3.1 软件开发环境介绍 | 第68-69页 |
| 5.3.2 系统ROS软件架构 | 第69-70页 |
| 5.4 四轴飞行器硬件平台性能测试 | 第70-72页 |
| 5.4.1 四轴飞行器平台续航性能测试 | 第70-71页 |
| 5.4.2 四轴飞行器平台姿态性能测试 | 第71-72页 |
| 5.5 四轴飞行器视觉避障运动规划系统实验 | 第72-78页 |
| 5.5.1 基于视觉的四轴飞行器定位实验 | 第73-75页 |
| 5.5.2 四轴飞行器飞行环境稠密建图实验 | 第75-76页 |
| 5.5.3 四轴飞行器避障运动规划实验 | 第76-78页 |
| 5.6 本章小结 | 第78-79页 |
| 第六章 总结与展望 | 第79-81页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第79页 |
| 6.2 未来研究展望 | 第79-81页 |
| 致谢 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-86页 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 | 第86页 |