四旋翼无人机控制系统的设计与实现
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-16页 |
| 1.1 论文的背景与研究意义 | 第8页 |
| 1.2 国内外四旋翼无人机及控制算法研究现状 | 第8-13页 |
| 1.2.1 国外四旋翼无人机及控制算法研究现状 | 第8-11页 |
| 1.2.2 国内四旋翼无人机及控制算法研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.3 四旋翼无人机抗风扰研究现状 | 第13页 |
| 1.2.4 四旋翼无人机的发展趋势 | 第13页 |
| 1.3 本文主要工作与内容安排 | 第13-16页 |
| 2 四旋翼无人机模型建立与分析 | 第16-30页 |
| 2.1 四旋翼无人机的原理 | 第16-18页 |
| 2.1.1 四旋翼无人机的结构 | 第16页 |
| 2.1.2 四旋翼无人机的工作原理 | 第16-18页 |
| 2.2 四旋翼无人机动力学模型的建立 | 第18-23页 |
| 2.2.1 坐标系的建立 | 第18-20页 |
| 2.2.2 电机数学模型的建立 | 第20页 |
| 2.2.3 四旋翼无人机数学模型的建立 | 第20-23页 |
| 2.3 风场模型的建立 | 第23-27页 |
| 2.3.1 各类风场的数学模型 | 第24-26页 |
| 2.3.2 四旋翼无人机在风场下的旋翼受力分析 | 第26-27页 |
| 2.4 仿真模型的搭建 | 第27-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-30页 |
| 3 四旋翼无人机的控制算法设计 | 第30-42页 |
| 3.1 模糊PID控制器设计与仿真 | 第30-36页 |
| 3.1.1 模糊PID控制原理概述 | 第30页 |
| 3.1.2 模糊PID控制器设计 | 第30-35页 |
| 3.1.3 仿真分析 | 第35-36页 |
| 3.2 滑模控制器设计与仿真 | 第36-41页 |
| 3.2.1 滑模控制原理概述 | 第36-37页 |
| 3.2.2 滑模控制器的设计 | 第37-40页 |
| 3.2.3 抖振的削弱 | 第40页 |
| 3.2.4 仿真分析 | 第40-41页 |
| 3.3 本章小结 | 第41-42页 |
| 4 四旋翼无人机自主降落目标的图像识别与处理 | 第42-52页 |
| 4.1 目标靶盘设定与颜色空间分析 | 第42-45页 |
| 4.1.1 目标靶盘的设定 | 第42页 |
| 4.1.2 RGB颜色空间 | 第42-43页 |
| 4.1.3 HSV颜色空间 | 第43-44页 |
| 4.1.4 Lab颜色空间 | 第44页 |
| 4.1.5 颜色空间的转换 | 第44-45页 |
| 4.2 摄像头的建模与标定 | 第45-49页 |
| 4.2.1 针孔成像模型 | 第45-47页 |
| 4.2.2 摄像头畸变模型 | 第47-48页 |
| 4.2.3 机载摄像头参数标定 | 第48-49页 |
| 4.3 圆形特征检测 | 第49-51页 |
| 4.3.1 Canny算子边缘检测 | 第50-51页 |
| 4.3.2 圆形Hough变换 | 第51页 |
| 4.4 本章小结 | 第51-52页 |
| 5 四旋翼无人机软硬件平台的搭建 | 第52-64页 |
| 5.1 四旋翼无人机硬件平台的搭建 | 第52-55页 |
| 5.1.1 四旋翼无人机常用硬件介绍 | 第52-54页 |
| 5.1.2 四旋翼无人机拓展模块硬件介绍 | 第54-55页 |
| 5.2 四旋翼无人机软件设计 | 第55-63页 |
| 5.2.1 NuttX软件平台介绍 | 第56页 |
| 5.2.2 四旋翼无人机软件总体框架与飞行控制栈 | 第56-59页 |
| 5.2.3 四旋翼无人机控制律模块的软件设计 | 第59-61页 |
| 5.2.4 四旋翼无人机定高模块的软件设计 | 第61页 |
| 5.2.5 四旋翼无人机图像处理模块的软件设计 | 第61-63页 |
| 5.3 本章小结 | 第63-64页 |
| 6 四旋翼无人机的实验与分析 | 第64-74页 |
| 6.1 飞行实验方案 | 第64页 |
| 6.2 飞行实验的初始化 | 第64-66页 |
| 6.2.1 地面控制站软件的介绍 | 第64-65页 |
| 6.2.2 飞行检查 | 第65-66页 |
| 6.3 室内悬停飞行实验 | 第66-70页 |
| 6.4 室外飞行实验 | 第70-73页 |
| 6.5 本章小结 | 第73-74页 |
| 7 总结与展望 | 第74-76页 |
| 7.1 总结 | 第74页 |
| 7.2 展望 | 第74-76页 |
| 致谢 | 第76-78页 |
| 参考文献 | 第78-82页 |
| 附录 | 第82页 |
