| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-23页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-19页 |
| 1.2.1 作业机构姿态监测的研究现状 | 第15-17页 |
| 1.2.2 姿态数据采集技术的研究现状 | 第17-18页 |
| 1.2.3 NRF数据通信技术的研究现状 | 第18-19页 |
| 1.3 本论文主要研究内容及技术路线 | 第19-20页 |
| 1.4 本章小结 | 第20-23页 |
| 第2章 作业机构运动姿态监测技术及理论 | 第23-43页 |
| 2.1 作业机构抽象模型模型与姿态解算方法 | 第23-25页 |
| 2.1.1 作业机构抽象模型 | 第23-24页 |
| 2.1.2 作业机构抽象模型误差分析 | 第24页 |
| 2.1.3 作业机构抽象模型姿态坐标系 | 第24-25页 |
| 2.2 基于四元数姿态求解算法 | 第25-33页 |
| 2.2.1 作业机构抽象模型姿态角 | 第25页 |
| 2.2.2 姿态角表示方法与选择 | 第25-31页 |
| 2.2.3 基于四元数陀螺仪的姿态解算 | 第31-32页 |
| 2.2.4 基于加速度与地磁传感器的四元数姿态解算 | 第32-33页 |
| 2.3 姿态传感器模型方法 | 第33-36页 |
| 2.3.1 加速度计信号采集方法介绍 | 第33-34页 |
| 2.3.2 陀螺仪信号采集方法介绍 | 第34-35页 |
| 2.3.3 磁力计信号采集方法介绍 | 第35-36页 |
| 2.4 作业机构姿态解算理论验证 | 第36-41页 |
| 2.4.1 作业机构空间连杆抽象模型坐标解算原理 | 第36-38页 |
| 2.4.2 作业机构空间连杆抽象模型运动学仿真 | 第38-39页 |
| 2.4.3 旋耕机双动力四杆机构抽象模型姿态验证 | 第39-41页 |
| 2.5 本章小结 | 第41-43页 |
| 第3章 姿态监测系统硬件设计与实现 | 第43-59页 |
| 3.1 姿态监测系统硬件方案 | 第43-44页 |
| 3.2 器件功耗计算与选型 | 第44-47页 |
| 3.2.1 传感器功耗计算与选型 | 第44-46页 |
| 3.2.2 处理器功耗计算与选型 | 第46-47页 |
| 3.2.3 独立供电模块电池功耗计算与选型 | 第47页 |
| 3.3 便携式采集模块硬件系统设计 | 第47-53页 |
| 3.4 姿态解算核心处理模块硬件系统设计 | 第53-57页 |
| 3.5 本章小结 | 第57-59页 |
| 第4章 姿态监测系统软件设计与实现 | 第59-75页 |
| 4.1 软件设计 | 第59-64页 |
| 4.1.1 系统软件开发环境 | 第59页 |
| 4.1.2 软件总体系统设计 | 第59-61页 |
| 4.1.3 MATLAB 姿态验证算法 | 第61-62页 |
| 4.1.4 NRF通讯协议与串口通讯协议设计 | 第62-64页 |
| 4.2 姿态监测系统测试平台搭建 | 第64-71页 |
| 4.2.1 下位机显示系统设计 | 第64-65页 |
| 4.2.2 上位机数据显示系统设计 | 第65-67页 |
| 4.2.3 上位机姿态动作显示系统设计 | 第67-71页 |
| 4.3 姿态数据误差分析与修正算法 | 第71-74页 |
| 4.3.1 姿态数据误差来源 | 第71-72页 |
| 4.3.2 姿态数据误差标定和处理 | 第72-74页 |
| 4.4 本章小结 | 第74-75页 |
| 第5章 姿态监测系统试验研究 | 第75-85页 |
| 5.1 引言 | 第75页 |
| 5.2 下位机界面显示与传感器接收试验 | 第75-77页 |
| 5.3 数据融合滤波试验 | 第77-80页 |
| 5.3.1 数据采集模块原始数据波形分析 | 第77-78页 |
| 5.3.2 数据融合波形分析 | 第78-80页 |
| 5.4 四自由度机械臂路径规划试验 | 第80-83页 |
| 5.5 联合收割机高位卸粮试验 | 第83页 |
| 5.6 本章小结 | 第83-85页 |
| 第6章 结论与展望 | 第85-87页 |
| 6.1 结论 | 第85页 |
| 6.2 创新点 | 第85-86页 |
| 6.3 展望 | 第86-87页 |
| 附录A | 第87-89页 |
| 附录B | 第89-91页 |
| 附录C | 第91-93页 |
| 参考文献 | 第93-97页 |
| 致谢 | 第97-99页 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和成果 | 第99页 |