基于超声波测距技术的小型无人机高度测量方法研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 第一章 引言 | 第7-11页 |
| 1.1 小型无人机高度测量需求 | 第7页 |
| 1.2 国内外研究与应用现状 | 第7-9页 |
| 1.3 研究目标与主要工作内容 | 第9-11页 |
| 第二章 无人机常用高度测量方法 | 第11-21页 |
| 2.1 飞行高度参数 | 第11页 |
| 2.2 绝对高度的测量 | 第11-15页 |
| 2.2.1 气压法测量海拔高度 | 第11-14页 |
| 2.2.2 GPS海拔高度数据 | 第14-15页 |
| 2.3 相对高度的测量 | 第15-19页 |
| 2.3.1 无线电高度表 | 第15-16页 |
| 2.3.2 激光测距法 | 第16-17页 |
| 2.3.3 超声波测距法 | 第17-19页 |
| 2.4 常用飞行高度测量方法比较 | 第19-21页 |
| 第三章 影响超声波高度测量精度的因素 | 第21-38页 |
| 3.1 超声波高度测量的关键问题 | 第21页 |
| 3.2 超声波在空气中的传播速度 | 第21-25页 |
| 3.2.1 声速公式分析 | 第22-23页 |
| 3.2.2 空气温度 | 第23页 |
| 3.2.3 空气湿度 | 第23-24页 |
| 3.2.4 大气压强 | 第24-25页 |
| 3.3 超声波在空气中传播的衰减 | 第25-27页 |
| 3.3.1 声波反射 | 第25-26页 |
| 3.3.2 空气对超声波的吸收 | 第26-27页 |
| 3.3.3 其他因素引起的衰减 | 第27页 |
| 3.4 波束角 | 第27-30页 |
| 3.4.1 波束角对超声波高度测量影响的理论分析 | 第27-29页 |
| 3.4.2 不同角度和距离下的实验验证 | 第29-30页 |
| 3.5 多普勒效应 | 第30-35页 |
| 3.5.1 相对运动在两者连线上 | 第31-32页 |
| 3.5.2 相对运动不在两者连线上 | 第32-33页 |
| 3.5.3 不同情况下的多普勒频移比较 | 第33-34页 |
| 3.5.4 多普勒效应对超声波高度测量的影响分析 | 第34-35页 |
| 3.6 载体的运动状态 | 第35-38页 |
| 3.6.1 平行地面飞行 | 第35页 |
| 3.6.2 垂直地面飞行 | 第35-38页 |
| 第四章 实验研究与测试平台设计 | 第38-54页 |
| 4.1 硬件设计 | 第38-39页 |
| 4.2 软件总体功能结构 | 第39-40页 |
| 4.3 软件模拟UART和I2C总线通信接 | 第40-43页 |
| 4.3.1 软件模拟UART接 | 第40页 |
| 4.3.2 软件模拟I2C总线 | 第40-43页 |
| 4.4 传感器数据采集 | 第43-49页 |
| 4.4.1 BMP180数据读取与处理 | 第43-45页 |
| 4.4.2 KS103测距模块的数据读取 | 第45-47页 |
| 4.4.3 GPS数据接收与解析 | 第47-48页 |
| 4.4.4 激光测距模块数据读取 | 第48-49页 |
| 4.5 数据帧封装与发送 | 第49-51页 |
| 4.6 上位机软件设计 | 第51-54页 |
| 4.6.1 上位机软件总体功能结构 | 第51-52页 |
| 4.6.2 对话框资源的创建 | 第52页 |
| 4.6.3 串.通信 | 第52页 |
| 4.6.4 数据显示与保存 | 第52-54页 |
| 第五章 实验测试与数据分析 | 第54-62页 |
| 5.1 静态实验测试与数据分析 | 第54-57页 |
| 5.2 动态实验测试与数据分析 | 第57-62页 |
| 5.2.1 室内环境的动态实验测试 | 第57-58页 |
| 5.2.2 室外环境的动态实验测试 | 第58-62页 |
| 结论 | 第62-65页 |
| 参考文献 | 第65-69页 |
| 致谢 | 第69-70页 |
| 附录A 超声波传感器与模块 | 第70-76页 |
| 附录B 室内动态测试数据 | 第76-82页 |
| 附录C 室外动态测试数据 | 第82-88页 |
