面向隧道巡检的四轴飞行器平台设计与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 课题研究背景及选题依据 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状及发展 | 第12-17页 |
| 1.2.1 国外研究现在及发展 | 第13-15页 |
| 1.2.2 国内研究现状及发展 | 第15-17页 |
| 1.3 本文主要研究内容及结构安排 | 第17-18页 |
| 第二章 四轴飞行器的基本理论 | 第18-28页 |
| 2.1 四轴飞行器的飞行原理 | 第18-19页 |
| 2.2 坐标系转换 | 第19-26页 |
| 2.2.1 坐标系定义 | 第19-20页 |
| 2.2.2 欧拉角与旋转矩阵 | 第20-23页 |
| 2.2.3 四元数 | 第23-26页 |
| 2.2.4 旋转向量 | 第26页 |
| 2.3 四轴飞行器的控制量分配 | 第26-27页 |
| 2.4 本章小结 | 第27-28页 |
| 第三章 四轴飞行器的飞行控制系统设计 | 第28-45页 |
| 3.1 四轴飞行器的姿态解算 | 第28-33页 |
| 3.1.1 卡尔曼滤波算法 | 第28-29页 |
| 3.1.2 过程方程的建立 | 第29-30页 |
| 3.1.3 TRIAD算法 | 第30-32页 |
| 3.1.4 串级EKF设计 | 第32-33页 |
| 3.2 四轴飞行器的姿态控制器 | 第33-38页 |
| 3.2.1 PID控制器 | 第34页 |
| 3.2.2 外环姿态控制 | 第34-36页 |
| 3.2.3 内环角速度控制 | 第36-38页 |
| 3.3 四轴飞行器的位置估计与位置控制 | 第38-44页 |
| 3.3.1 位置估计算法 | 第38-41页 |
| 3.3.2 位置控制器 | 第41-44页 |
| 3.4 本章小结 | 第44-45页 |
| 第四章 四轴飞行器的巡检控制系统设计 | 第45-56页 |
| 4.1 巡检方案的总体设计 | 第45-46页 |
| 4.2 相关坐标系转换 | 第46-49页 |
| 4.3 相对位姿计算 | 第49-53页 |
| 4.3.1 提取LED灯位置 | 第49-51页 |
| 4.3.2 计算相对位姿 | 第51-53页 |
| 4.4 控制器设计 | 第53-55页 |
| 4.4.1 位置控制 | 第53-55页 |
| 4.4.2 偏航角控制 | 第55页 |
| 4.5 本章小结 | 第55-56页 |
| 第五章 四轴飞行器的系统实现 | 第56-69页 |
| 5.1 四轴飞行器硬件平台 | 第56-59页 |
| 5.2 飞行控制系统的软件实现 | 第59-66页 |
| 5.2.1 飞行控制系统的软件框架 | 第59-63页 |
| 5.2.2 姿态解算的实现 | 第63-64页 |
| 5.2.3 姿态控制器的实现 | 第64-65页 |
| 5.2.4 位置估计算法的实现 | 第65-66页 |
| 5.2.5 位置控制器的实现 | 第66页 |
| 5.3 巡检方案的软件实现 | 第66-68页 |
| 5.3.1 巡检系统的软件框架 | 第66-67页 |
| 5.3.2 相对位姿计算的实现 | 第67-68页 |
| 5.3.3 巡检控制节点的实现 | 第68页 |
| 5.4 本章小结 | 第68-69页 |
| 第六章 四轴飞行器系统的实验验证 | 第69-79页 |
| 6.1 飞行控制系统的实验 | 第69-75页 |
| 6.1.1 姿态解算的实验验证 | 第69-70页 |
| 6.1.2 姿态控制器的实验验证 | 第70-72页 |
| 6.1.3 位置估算的实验验证 | 第72-74页 |
| 6.1.4 位置控制器的实验验证 | 第74-75页 |
| 6.2 巡检系统的实验 | 第75-78页 |
| 6.2.1 相对位姿计算的实验验证 | 第76页 |
| 6.2.2 巡检控制器的实验验证 | 第76-78页 |
| 6.3 本章小结 | 第78-79页 |
| 第七章 总结与展望 | 第79-81页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第79页 |
| 7.2 未来研究展望 | 第79-81页 |
| 致谢 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-87页 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 | 第87页 |
