| 摘要 | 第7-9页 |
| ABSTRACT | 第9-11页 |
| 第一章 绪论 | 第16-30页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第16-19页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第19-24页 |
| 1.2.1 农业航空研究现状 | 第19-21页 |
| 1.2.2 路径规划方法相关研究 | 第21-22页 |
| 1.2.3 无人机自主导航方法相关研究 | 第22页 |
| 1.2.4 仿形运动控制相关研究 | 第22-24页 |
| 1.3 无人机山地植保作业自适应导航亟待解决的问题 | 第24-25页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第25-26页 |
| 1.5 研究方法与技术路线 | 第26-30页 |
| 1.5.1 研究方法 | 第26-27页 |
| 1.5.2 技术路线 | 第27-30页 |
| 第二章 四旋翼无人机建模及自适应导航控制方法研究 | 第30-58页 |
| 2.1 引言 | 第30页 |
| 2.2 四旋翼无人机原理 | 第30-33页 |
| 2.2.1 无人机结构 | 第30-31页 |
| 2.2.2 四旋翼无人机飞行原理 | 第31-32页 |
| 2.2.3 无人机姿态解算原理 | 第32-33页 |
| 2.3 四旋翼无人机运动学模型建模 | 第33-40页 |
| 2.3.1 无人机坐标变换 | 第34-36页 |
| 2.3.2 无人机飞行动力学模型 | 第36-40页 |
| 2.4 无人机作业路径选取 | 第40-47页 |
| 2.4.1 效率最优的作业路径选取方法 | 第40-41页 |
| 2.4.2 基于蚁群算法的作业最短路径获取 | 第41-47页 |
| 2.5 四旋翼植保无人机控制方法研究 | 第47-57页 |
| 2.5.1 PID控制理论分析 | 第47-48页 |
| 2.5.2 无人机植保作业自适应导航控制方法研究 | 第48-50页 |
| 2.5.3 无人机水平航迹控制方法研究 | 第50-54页 |
| 2.5.4 无人机飞行高度仿形控制方法研究 | 第54-57页 |
| 2.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 第三章 基于GNSS-视觉组合的植保无人机航迹控制方法研究 | 第58-90页 |
| 3.1 引言 | 第58页 |
| 3.2 航迹控制系统总体设计 | 第58-59页 |
| 3.3 GNSS导航定位装置研究与实现 | 第59-67页 |
| 3.3.1 装置总体构建与硬件选型 | 第60-61页 |
| 3.3.2 定位系统硬件设计 | 第61-62页 |
| 3.3.3 定位系统软件开发 | 第62-67页 |
| 3.4 基于机器视觉的果树识别与分割方法研究 | 第67-80页 |
| 3.4.1 果树图像提取原理及算法 | 第67-69页 |
| 3.4.2 果树标记的Python实现及算法验证 | 第69-73页 |
| 3.4.3 Lab空间下基于k-means的果树分割 | 第73-75页 |
| 3.4.4 HSV空间下基于阈值分割的果树提取实现 | 第75-77页 |
| 3.4.5 RGB空间下基于RGB分量线性组合的果树提取实现 | 第77-78页 |
| 3.4.6 果树提取实现后期处理 | 第78页 |
| 3.4.7 偏航角提取方法 | 第78-80页 |
| 3.5 基于GNSS-视觉组合的无人机作业水平航迹调控方法实现 | 第80-83页 |
| 3.5.1 GNSS导航方法设计与实现 | 第80-81页 |
| 3.5.2 基于图像的航向调整方法设计与实现 | 第81-82页 |
| 3.5.3 GNSS-视觉组合的导航方法设计与实现 | 第82-83页 |
| 3.6 系统性能验证 | 第83-88页 |
| 3.6.1 GNSS装置性能验证 | 第83-86页 |
| 3.6.2 视觉导航精度验证 | 第86-88页 |
| 3.7 本章小结 | 第88-90页 |
| 第四章 基于双目视觉的无人机自主仿形控制方法研究 | 第90-122页 |
| 4.1 引言 | 第90页 |
| 4.2 无人机自主仿形飞行控制方法分析 | 第90-92页 |
| 4.2.1 双目测距理论分析 | 第90-91页 |
| 4.2.2 仿形飞行控制方案设计 | 第91-92页 |
| 4.3 双目立体视觉模型 | 第92-97页 |
| 4.3.1 相机标定 | 第93页 |
| 4.3.2 目标特征提取 | 第93页 |
| 4.3.3 立体匹配 | 第93-94页 |
| 4.3.4 重映射 | 第94页 |
| 4.3.5 投影几何 | 第94-95页 |
| 4.3.6 双目视觉系统模型 | 第95-97页 |
| 4.4 相机标定研究 | 第97-110页 |
| 4.4.1 坐标系统介绍 | 第97-98页 |
| 4.4.2 相机模型 | 第98-99页 |
| 4.4.3 单相机标定与立体标定 | 第99-107页 |
| 4.4.4 基于OpenCV的改进两步标定法 | 第107-108页 |
| 4.4.5 标定实验结果与分析 | 第108-110页 |
| 4.5 立体匹配与空间定位研究 | 第110-112页 |
| 4.5.1 立体匹配算法分类 | 第110-111页 |
| 4.5.2 局部BM匹配算法原理 | 第111-112页 |
| 4.5.3 深度信息提取 | 第112页 |
| 4.5.4 算法执行效率 | 第112页 |
| 4.6 仿形飞行控制方法设计与实现 | 第112-114页 |
| 4.6.1 高度信息获取算法实现 | 第113页 |
| 4.6.2 仿形飞行控制方法实现 | 第113-114页 |
| 4.7 系统性能验证 | 第114-119页 |
| 4.7.1 双目测距精度验证 | 第114-118页 |
| 4.7.2 仿形飞行控制精度测试 | 第118-119页 |
| 4.8 本章小结 | 第119-122页 |
| 第五章 无人机自适应导航控制系统开发与实现 | 第122-138页 |
| 5.1 引言 | 第122页 |
| 5.2 无人机自适应导航控制系统开发 | 第122-124页 |
| 5.3 四旋翼无人机飞行平台搭建 | 第124-128页 |
| 5.3.1 机架搭建 | 第124-125页 |
| 5.3.2 飞控选型 | 第125页 |
| 5.3.3 动力系统搭建 | 第125-127页 |
| 5.3.4 电源模块开发 | 第127-128页 |
| 5.3.5 遥控器选型 | 第128页 |
| 5.3.6 无人机飞行平台搭建 | 第128页 |
| 5.4 无人机自适应导航系统搭建 | 第128-136页 |
| 5.4.1 GNSS导航模块实现 | 第129-130页 |
| 5.4.2 图像采集模块搭建 | 第130-132页 |
| 5.4.3 仿形控制模块搭建 | 第132-133页 |
| 5.4.4 地面控制站搭建 | 第133-136页 |
| 5.5 本章小结 | 第136-138页 |
| 第六章 山地果园植保无人机自适应导航方法设计与试验 | 第138-150页 |
| 6.1 引言 | 第138页 |
| 6.2 系统参数确定 | 第138-141页 |
| 6.2.1 相机倾角确定 | 第138-139页 |
| 6.2.2 相机视场角的确定 | 第139-140页 |
| 6.2.3 视觉导航控制率确定 | 第140-141页 |
| 6.3 试验方案设计 | 第141-144页 |
| 6.3.1 试验区域选取 | 第141页 |
| 6.3.2 无人机及图像采集系统 | 第141-142页 |
| 6.3.3 三维模型建立 | 第142-144页 |
| 6.3.4 果树导航目标点获取 | 第144页 |
| 6.4 性能验证与数据分析 | 第144-148页 |
| 6.4.1 试验方案设计 | 第144-146页 |
| 6.4.2 性能分析 | 第146-148页 |
| 6.5 本章小结 | 第148-150页 |
| 第七章 结论与展望 | 第150-154页 |
| 7.1 结论 | 第150-151页 |
| 7.2 创新点 | 第151-152页 |
| 7.3 展望 | 第152-154页 |
| 附录 | 第154-156页 |
| 参考文献 | 第156-162页 |
| 致谢 | 第162-164页 |
| 作者简介 | 第164页 |
