惯性轨迹重构在遥操作机器人应用中的研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 引言 | 第9页 |
| 1.2 遥操作机器人人机交互研究综述 | 第9-13页 |
| 1.2.1 受限人机交互 | 第10-11页 |
| 1.2.2 非受限人机交互 | 第11-12页 |
| 1.2.3 基于运动检测的人机交互方案 | 第12-13页 |
| 1.3 惯性技术在人机交互中的应用 | 第13-14页 |
| 1.4 本论文的主要研究工作 | 第14-15页 |
| 1.4.1 主要研究内容 | 第14页 |
| 1.4.2 具体章节安排 | 第14-15页 |
| 2 惯性式轨迹重构的基本理论 | 第15-28页 |
| 2.1 坐标变换 | 第16-19页 |
| 2.2 姿态推算 | 第19-24页 |
| 2.2.1 方向余弦法 | 第20-21页 |
| 2.2.2 欧拉角法 | 第21页 |
| 2.2.3 四元数法 | 第21-24页 |
| 2.2.4 加速度计测姿原理 | 第24页 |
| 2.3 重力加速度补偿 | 第24-25页 |
| 2.4 运动加速度积分环节 | 第25-26页 |
| 2.5 本章小结 | 第26-28页 |
| 3 MEMS惯性传感器原始数据处理 | 第28-43页 |
| 3.1 MEMS惯性传感器原理及误差种类 | 第28-33页 |
| 3.1.1 MEMS加速度计原理 | 第28-30页 |
| 3.1.2 MEMS陀螺仪原理 | 第30-31页 |
| 3.1.3 MEMS惯性传感器误差种类 | 第31-33页 |
| 3.1.4 MEMS惯性传感器误差补偿方法 | 第33页 |
| 3.2 基于四元数和卡尔曼滤波的姿态解算 | 第33-38页 |
| 3.2.1 卡尔曼滤波原理 | 第34-36页 |
| 3.2.2 基于四元数的经典卡尔曼滤波设计 | 第36-37页 |
| 3.2.3 卡尔曼滤波步骤 | 第37-38页 |
| 3.3 加速度数据处理 | 第38-41页 |
| 3.3.1 已有的累计误差抑制算法 | 第39-40页 |
| 3.3.2 积累误差抑制算法的设计 | 第40-41页 |
| 3.3.3 轨迹目标点的获取 | 第41页 |
| 3.4 本章小结 | 第41-43页 |
| 4 机器人跟踪平台实现和初始对准 | 第43-57页 |
| 4.1 遥操作系统实现 | 第43-53页 |
| 4.1.1 遥操作系统硬件架构 | 第43-46页 |
| 4.1.2 上位机/下位机子系统程序设计 | 第46-48页 |
| 4.1.3 上位机/下位机子系统可靠通信的设计 | 第48-51页 |
| 4.1.4 上位机/机器人子系统程序设计 | 第51-53页 |
| 4.1.5 上位机/机器人子系统可靠通信设计 | 第53页 |
| 4.2 系统初始对准 | 第53-56页 |
| 4.2.1 坐标系的选择 | 第53-54页 |
| 4.2.2 坐标系对准步骤 | 第54-56页 |
| 4.3 本章小结 | 第56-57页 |
| 5 实验及结果分析 | 第57-64页 |
| 5.1 卡尔曼滤波实验 | 第57-59页 |
| 5.2 加速度积累误差抑制和积分实验 | 第59-60页 |
| 5.3 轨迹重构与目标点提取实验 | 第60-61页 |
| 5.4 机器人跟踪实验 | 第61-63页 |
| 5.5 本章小结 | 第63-64页 |
| 6 结论与展望 | 第64-65页 |
| 6.1 本文总结 | 第64页 |
| 6.2 研究方向及展望 | 第64-65页 |
| 参考文献 | 第65-68页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 | 第68-69页 |
| 致谢 | 第69-70页 |
