| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 | 第11页 |
| 1.2 ROV导航系统研究现状 | 第11-18页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第15-18页 |
| 1.3 水下机器人导航技术 | 第18-19页 |
| 1.3.1 惯性导航 | 第18页 |
| 1.3.2 船位推算 | 第18页 |
| 1.3.3 声学导航 | 第18-19页 |
| 1.3.4 组合导航 | 第19页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第19-21页 |
| 第2章 ROV导航系统构成和设计 | 第21-35页 |
| 2.1 ROV导航系统传感器选型及配置 | 第21-26页 |
| 2.1.1 微型惯性测量组件 | 第21-22页 |
| 2.1.2 多普勒计程仪 | 第22-23页 |
| 2.1.3 深度计传感器 | 第23-24页 |
| 2.1.4 高度计传感器 | 第24-25页 |
| 2.1.5 GPS模块 | 第25页 |
| 2.1.6 电子罗盘 | 第25-26页 |
| 2.2 ROV导航系统计算机 | 第26-27页 |
| 2.2.1 ROV导航系统计算机选型 | 第26页 |
| 2.2.2 STM32F405最小系统设计 | 第26-27页 |
| 2.3 ROV导航系统电源设计 | 第27-28页 |
| 2.4 ROV导航系统数据接口设计 | 第28-30页 |
| 2.4.1 ADIS16405通讯接口 | 第28-29页 |
| 2.4.2 多普勒计程仪、深度计、高度计通讯接口 | 第29页 |
| 2.4.3 HMR3000电子罗盘通讯接口 | 第29-30页 |
| 2.4.4 NEO-M8N GPS模块通讯接口 | 第30页 |
| 2.5 ROV导航系统通讯接口设计 | 第30-33页 |
| 2.5.1 ROV导航系统双机通讯接口设计 | 第30-31页 |
| 2.5.2 ROV导航系统主机与ROV主机通讯接口设计 | 第31-32页 |
| 2.5.3 串行Flash和SD卡通讯接口设计 | 第32页 |
| 2.5.4 CAN总线通讯接口设计 | 第32-33页 |
| 2.6 ROV导航系统硬件平台整体构建 | 第33页 |
| 2.7 本章小结 | 第33-35页 |
| 第3章 ROV导航系统模型构建 | 第35-47页 |
| 3.1 惯性导航系统 | 第35-44页 |
| 3.1.1 导航系统的坐标系及其转换关系 | 第35-37页 |
| 3.1.2 惯性器件误差模型 | 第37-38页 |
| 3.1.3 捷联式惯性导航系统原理 | 第38页 |
| 3.1.4 捷联导航系统姿态更新计算方法 | 第38-40页 |
| 3.1.5 捷联式惯性导航系统导航解算 | 第40-44页 |
| 3.2 电子罗盘 | 第44页 |
| 3.3 多普勒计程仪 | 第44-45页 |
| 3.4 GPS导航系统 | 第45-46页 |
| 3.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 第4章 导航系统传感器标定和初始对准 | 第47-61页 |
| 4.1 MEMS惯性器件数据标定 | 第47-52页 |
| 4.1.1 MEMS陀螺仪标定法 | 第47-48页 |
| 4.1.2 MEMS加速度计六位置标定法 | 第48-49页 |
| 4.1.3 MEMS惯性器件标定实验 | 第49-52页 |
| 4.2 电子罗盘数据标定处理 | 第52-54页 |
| 4.3 导航系统实际应用环境下修正方案 | 第54-56页 |
| 4.3.1 陀螺常值漂移修正 | 第54-55页 |
| 4.3.2 加速度计和电子罗盘实际应用环境标定 | 第55-56页 |
| 4.4 捷联导航系统初始对准 | 第56-59页 |
| 4.4.1 捷联惯导系统初始对准原理 | 第56-57页 |
| 4.4.2 基于MEMS惯性器件的捷联导航系统初始对准 | 第57-58页 |
| 4.4.3 MEMS捷联导航系统初始对准实验 | 第58-59页 |
| 4.5 本章小结 | 第59-61页 |
| 第5章 ROV组合导航系统算法设计 | 第61-87页 |
| 5.1 ROV组合导航系统滤波算法设计意义 | 第61页 |
| 5.2 卡尔曼滤波器设计与实现 | 第61-66页 |
| 5.2.1 随机线性离散系统卡尔曼滤波器 | 第61-62页 |
| 5.2.2 扩展卡尔曼滤波器 | 第62-63页 |
| 5.2.3 联邦卡尔曼滤波器 | 第63-66页 |
| 5.3 基于扩展卡尔曼滤波器水下机器人组合导航系统设计 | 第66-70页 |
| 5.3.1 航姿参考系统滤波器设计 | 第66-68页 |
| 5.3.2 速度、高度和深度导航系统滤波器设计 | 第68-70页 |
| 5.4 ROV组合导航系统优化设计 | 第70-75页 |
| 5.4.1 基于UD分解卡尔曼滤波器 | 第70-71页 |
| 5.4.2 组合导航系统AHRS部分模型优化 | 第71-74页 |
| 5.4.3 残差x~2检验法故障检测方法 | 第74-75页 |
| 5.5 ROV导航系统可靠性设计与实现 | 第75-85页 |
| 5.5.1 ROV导航系统姿态故障处理方案 | 第76-77页 |
| 5.5.2 ROV导航系统航向故障处理方案 | 第77-83页 |
| 5.5.3 导航系统航向部分冗余系统设计 | 第83-85页 |
| 5.6 本章小结 | 第85-87页 |
| 第6章 ROV组合导航系统验证实验 | 第87-94页 |
| 6.1 ROV组合导航系统静态实验 | 第87-91页 |
| 6.2 ROV组合导航系统动态实验 | 第91-93页 |
| 6.3 本章小结 | 第93-94页 |
| 结论 | 第94-95页 |
| 参考文献 | 第95-99页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第99-100页 |
| 致谢 | 第100页 |
