四旋翼无人机地面目标跟踪系统的研究与设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-12页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第9-11页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第11-12页 |
| 1.3 本文工作和组织结构 | 第12-14页 |
| 第二章 基于四旋翼无人机的跟踪平台 | 第14-22页 |
| 2.1 需求分析 | 第14-15页 |
| 2.2 机体设计 | 第15-17页 |
| 2.3 硬件系统设计 | 第17-21页 |
| 2.3.1 硬件方案整体设计 | 第17页 |
| 2.3.2 微处理器模块 | 第17-18页 |
| 2.3.3 传感器模块 | 第18-19页 |
| 2.3.4 无线通信模块及遥控器 | 第19页 |
| 2.3.5 电机及其控制模块 | 第19-20页 |
| 2.3.6 图像采集及传输模块 | 第20-21页 |
| 2.4 本章小结 | 第21-22页 |
| 第三章 四旋翼无人机地面目标跟踪系统的分析与建模 | 第22-32页 |
| 3.1 四旋翼无人机运动分析与建模 | 第22-28页 |
| 3.1.1 飞行原理 | 第22-23页 |
| 3.1.2 姿态角定义和坐标系转换 | 第23-24页 |
| 3.1.3 四旋翼无人机运动学建模 | 第24-27页 |
| 3.1.4 电机模型 | 第27-28页 |
| 3.2 地面目标模型 | 第28页 |
| 3.3 机载相机模型 | 第28-31页 |
| 3.3.1 相机相关坐标系定义 | 第28-29页 |
| 3.3.2 相机相关坐标系间的相互转换 | 第29-31页 |
| 3.4 本章小结 | 第31-32页 |
| 第四章 地面目标跟踪算法设计 | 第32-46页 |
| 4.1 相关理论基础 | 第32-35页 |
| 4.1.1 经典LK光流法 | 第32-33页 |
| 4.1.2 可靠跟踪点的判别机制 | 第33-34页 |
| 4.1.3 卡尔曼滤波 | 第34-35页 |
| 4.2 目标跟踪算法设计 | 第35-42页 |
| 4.2.1 目标跟踪方案整体设计 | 第35-36页 |
| 4.2.2 基于角点的双向光流跟踪算法设计 | 第36-41页 |
| 4.2.3 基于卡尔曼滤波的跟踪算法设计 | 第41-42页 |
| 4.2.4 综合模块设计 | 第42页 |
| 4.3 算法测试及分析 | 第42-45页 |
| 4.4 本章小结 | 第45-46页 |
| 第五章 四旋翼无人机跟踪控制器设计 | 第46-60页 |
| 5.1 相关理论基础 | 第46-49页 |
| 5.1.1 反步法 | 第46-48页 |
| 5.1.2 比例-积分-微分控制 | 第48-49页 |
| 5.2 跟踪控制器设计 | 第49-55页 |
| 5.2.1 无人机与地面目标的距离计算 | 第51-53页 |
| 5.2.2 姿态控制器设计 | 第53-55页 |
| 5.2.3 位置控制器设计 | 第55页 |
| 5.3 仿真实验与分析 | 第55-58页 |
| 5.4 本章小结 | 第58-60页 |
| 第六章 地面跟踪控制站设计 | 第60-66页 |
| 6.1 地面跟踪控制站整体结构 | 第60-61页 |
| 6.2 各模块详细设计 | 第61-65页 |
| 6.2.1 串口通信模块设计 | 第62-63页 |
| 6.2.2 数据显示及存储模块设计 | 第63-64页 |
| 6.2.3 视频模块设计 | 第64-65页 |
| 6.3 本章小结 | 第65-66页 |
| 第七章 总结与展望 | 第66-67页 |
| 7.1 工作总结 | 第66页 |
| 7.2 前景和展望 | 第66-67页 |
| 致谢 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-72页 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 | 第72页 |
