| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 飞行器避障系统的研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.1 基于时间渡越法的避障 | 第12-13页 |
| 1.2.2 基于光流法的避障 | 第13-14页 |
| 1.2.3 基于机器视觉的避障 | 第14-15页 |
| 1.3 多传感器信息融合的研究现状 | 第15页 |
| 1.4 论文的主要工作和章节安排 | 第15-17页 |
| 第二章 四旋翼飞行器的硬件系统 | 第17-34页 |
| 2.1 引言 | 第17页 |
| 2.2 四旋翼飞行器的基本原理 | 第17-19页 |
| 2.2.1 翼型分布类型的选择 | 第17页 |
| 2.2.2 飞行的基本原理 | 第17-19页 |
| 2.3 四旋翼飞行器机架设计 | 第19页 |
| 2.4 四旋翼飞行器的硬件模块 | 第19-28页 |
| 2.4.1 硬件构建框图 | 第19-21页 |
| 2.4.2 飞控模块 | 第21-22页 |
| 2.4.3 系统的驱动模块 | 第22-24页 |
| 2.4.4 四旋翼飞行器的通信模块 | 第24-26页 |
| 2.4.5 系统的电源管理模块 | 第26页 |
| 2.4.6 地面站 | 第26-28页 |
| 2.5 测距传感器系统 | 第28-33页 |
| 2.5.1 测距传感器系统整体布置与硬件框架 | 第28-29页 |
| 2.5.2 超声波传感器的测距原理 | 第29-30页 |
| 2.5.3 超声波传感器的选型 | 第30-31页 |
| 2.5.4 激光传感器的测距原理 | 第31-32页 |
| 2.5.5 激光传感器的选型 | 第32-33页 |
| 2.6 本章小结 | 第33-34页 |
| 第三章 障碍物距离信息的融合 | 第34-49页 |
| 3.1 引言 | 第34页 |
| 3.2 Kalman滤波理论基础 | 第34-37页 |
| 3.2.1 Kalman滤波理论 | 第34-35页 |
| 3.2.2 自适应Kalman滤波理论 | 第35-36页 |
| 3.2.3 Sage_Husa自适应Kalman滤波的简化算法 | 第36-37页 |
| 3.3 Kalman滤波器的设计 | 第37-40页 |
| 3.3.1 原Kalman滤波器的设计 | 第37-39页 |
| 3.3.2 Sage_Husa法对滤波器的改进 | 第39-40页 |
| 3.4 最佳遗忘因子的获取仿真 | 第40-43页 |
| 3.4.1 仿真的过程 | 第41页 |
| 3.4.2 仿真的结果和分析 | 第41-43页 |
| 3.5 多传感器信息融合的实验 | 第43-48页 |
| 3.5.1 实验的平台和环境 | 第43-44页 |
| 3.5.2 实验过程 | 第44-46页 |
| 3.5.3 实验结果及分析 | 第46-48页 |
| 3.6 本章小结 | 第48-49页 |
| 第四章 基于超声波测距的障碍物外形识别研究 | 第49-63页 |
| 4.1 引言 | 第49页 |
| 4.2 障碍物外形识别的假设条件 | 第49-51页 |
| 4.3 超声波传感器三点直线排列测量法 | 第51-53页 |
| 4.3.1 三点测量法的布置 | 第51页 |
| 4.3.2 凹角外形的识别 | 第51-52页 |
| 4.3.3 其他外形的识别 | 第52-53页 |
| 4.4 三点 120°钝角等腰分布测量法 | 第53-54页 |
| 4.5 障碍物外形识别模型的建立 | 第54-62页 |
| 4.5.1 凹角的反射模型 | 第54-55页 |
| 4.5.2 凸角的反射模型 | 第55页 |
| 4.5.3 圆柱型障碍物识别模型 | 第55-58页 |
| 4.5.4 凹圆弧型障碍物的识别模型 | 第58-60页 |
| 4.5.5 平面障碍物识别模型 | 第60-62页 |
| 4.6 本章小结 | 第62-63页 |
| 第五章 四旋翼飞行器的避障算法 | 第63-78页 |
| 5.1 引言 | 第63页 |
| 5.2 飞行器避障的基本要求 | 第63页 |
| 5.3 不同障碍物的避障策略 | 第63-68页 |
| 5.3.1 平面障碍物的避障策略 | 第64-65页 |
| 5.3.2 凸角障碍物的避障策略 | 第65-66页 |
| 5.3.3 圆柱障碍物的避障策略 | 第66页 |
| 5.3.4 凹角障碍物的避障策略 | 第66-67页 |
| 5.3.5 凹圆弧障碍物的避障策略 | 第67-68页 |
| 5.4 四旋翼飞行器的避障算法 | 第68-69页 |
| 5.5 四旋翼飞行器的PID控制 | 第69-73页 |
| 5.5.1 PID控制的基本原理 | 第69-70页 |
| 5.5.2 PID调参过程 | 第70-71页 |
| 5.5.3 偏航角PID控制 | 第71-72页 |
| 5.5.4 姿态角双环PID控制 | 第72页 |
| 5.5.5 高度位置PID控制 | 第72-73页 |
| 5.6 障碍物外形识别与避障实验 | 第73-77页 |
| 5.6.1 实验说明与环境记录 | 第73-74页 |
| 5.6.2 实验过程 | 第74-75页 |
| 5.6.3 实验结果与分析 | 第75-77页 |
| 5.7 本章小结 | 第77-78页 |
| 第六章 结论及展望 | 第78-80页 |
| 6.1 全文主要工作 | 第78页 |
| 6.2 结论和创新点 | 第78-79页 |
| 6.2.1 主要结论 | 第78-79页 |
| 6.2.2 主要创新点 | 第79页 |
| 6.3 研究展望 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-83页 |
| 致谢 | 第83-84页 |
| 附录 飞控电气连接图 | 第84-85页 |
| 攻读学位期间的学术成果 | 第85-86页 |