| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-20页 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 旋翼无人机的发展及运用 | 第13-15页 |
| 1.3 旋翼无人机相关技术研究现状 | 第15-17页 |
| 1.3.1 无人机航迹规划 | 第15-16页 |
| 1.3.2 无人机航迹跟踪控制 | 第16-17页 |
| 1.4 选题依据及研究方向与进展 | 第17-19页 |
| 1.5 主要研究内容及结构安排 | 第19-20页 |
| 第二章 旋翼无人机相关基础知识概述 | 第20-29页 |
| 2.1 旋翼飞行器特点 | 第20-21页 |
| 2.2 飞行器运动状态描述 | 第21-23页 |
| 2.2.1 基本坐标系及运动参数 | 第21-22页 |
| 2.2.2 坐标系间相互变换 | 第22-23页 |
| 2.3 航迹规划基础知识 | 第23-25页 |
| 2.3.1 数字地图技术 | 第23-25页 |
| 2.3.2 无人机性能约束 | 第25页 |
| 2.4 经典航迹规划算法原理 | 第25-28页 |
| 2.4.1 Voronoi图法 | 第25-26页 |
| 2.4.2 A* 算法 | 第26-27页 |
| 2.4.3 人工势场法 | 第27页 |
| 2.4.4 蚁群算法 | 第27-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 第三章 旋翼无人机航迹规划算法研究与设计 | 第29-40页 |
| 3.1 航迹规划总体设计思路 | 第29-30页 |
| 3.2 MILP航迹规划约束集建模 | 第30-37页 |
| 3.2.1 无人机动态性能约束 | 第30-32页 |
| 3.2.2 障碍物回避约束 | 第32-34页 |
| 3.2.3 地形回避约束 | 第34-36页 |
| 3.2.4 多机避撞约束 | 第36页 |
| 3.2.5 决策指令约束 | 第36-37页 |
| 3.3 MILP的航迹规划算法实现 | 第37-39页 |
| 3.3.1 单机动态航迹规划 | 第37-38页 |
| 3.3.2 多机协同航迹规划 | 第38-39页 |
| 3.4 本章小结 | 第39-40页 |
| 第四章 微型四旋翼航迹跟踪控制器设计 | 第40-57页 |
| 4.1 四旋翼无人机飞行原理 | 第40-42页 |
| 4.2 微型四旋翼数学模型 | 第42-44页 |
| 4.2.1 姿态动力学模型 | 第42-43页 |
| 4.2.2 平移动力学模型 | 第43页 |
| 4.2.3 旋翼动态模型 | 第43-44页 |
| 4.3 微型四旋翼航迹跟踪控制器设计 | 第44-50页 |
| 4.3.1 控制器总体设计 | 第44-46页 |
| 4.3.2 内环姿态控制器设计 | 第46-48页 |
| 4.3.3 外环位置跟踪控制器设计 | 第48-50页 |
| 4.4 航迹跟踪控制器仿真验证及结果分析 | 第50-56页 |
| 4.4.1 姿态控制器仿真结果分析 | 第51-53页 |
| 4.4.2 离散航点跟踪控制仿真结果分析 | 第53-54页 |
| 4.4.3 连续航迹跟踪控制仿真结果分析 | 第54-56页 |
| 4.5 本章小结 | 第56-57页 |
| 第五章 基于四旋翼平台的综合系统硬件集成与软件实现 | 第57-71页 |
| 5.1 系统功能需求分析 | 第57-58页 |
| 5.2 系统总体设计 | 第58-59页 |
| 5.3 综合系统硬件平台简介 | 第59-64页 |
| 5.3.1 四旋翼自主飞行控制系统 | 第59-62页 |
| 5.3.2 数据通信链路 | 第62-63页 |
| 5.3.3 地面控制站及人工干预 | 第63页 |
| 5.3.4 软件开发平台 | 第63-64页 |
| 5.4 综合系统软件设计 | 第64-70页 |
| 5.4.1 航迹规划软件设计 | 第64-66页 |
| 5.4.2 自主飞行控制软件设计 | 第66-69页 |
| 5.4.3 通信数据链设计 | 第69-70页 |
| 5.5 本章小结 | 第70-71页 |
| 第六章 综合系统实验验证 | 第71-84页 |
| 6.1 系统验证概述 | 第71页 |
| 6.2 基于MILP的航迹规划实现 | 第71-74页 |
| 6.2.1 单机避障航迹规划 | 第71-73页 |
| 6.2.2 多机协同航迹规划 | 第73-74页 |
| 6.3 微型四旋翼自主飞行控制实验 | 第74-80页 |
| 6.3.1 飞行器状态估计 | 第74-76页 |
| 6.3.2 姿态跟踪控制测试 | 第76页 |
| 6.3.3 速度跟踪控制 | 第76-77页 |
| 6.3.4 定点悬停抗扰动测试 | 第77-78页 |
| 6.3.5 航点跟踪飞行实验 | 第78-80页 |
| 6.4 自主避障飞行实验 | 第80-83页 |
| 6.4.1 飞行实验环境描述 | 第80-81页 |
| 6.4.2 飞行实验内容 | 第81-82页 |
| 6.4.3 自主避障飞行实验 | 第82-83页 |
| 6.5 本章小结 | 第83-84页 |
| 第七章 总结与展望 | 第84-86页 |
| 7.1 主要工作及贡献 | 第84-85页 |
| 7.2 未来研究展望 | 第85-86页 |
| 致谢 | 第86-87页 |
| 参考文献 | 第87-92页 |
| 攻硕期间取得的研究成果 | 第92-93页 |