基于视觉的六旋翼飞行器的组合导航与控制
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 组合导航的发展历史 | 第10-12页 |
| 1.2 视觉组合导航的国内外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 研究课题的意义和本文的组织安排 | 第14-16页 |
| 2 基于视觉导航方案设计 | 第16-40页 |
| 2.1 参考坐标系的建立 | 第16-18页 |
| 2.1.1 常用的坐标系 | 第16-17页 |
| 2.1.2 坐标系之间的关系 | 第17-18页 |
| 2.2 总体方案 | 第18-19页 |
| 2.3 视觉导航方案的设计 | 第19-35页 |
| 2.3.1 标志物的设计 | 第20-21页 |
| 2.3.2 标志物顶点的识别算法 | 第21-22页 |
| 2.3.3 常见的角点检测算法 | 第22-27页 |
| 2.3.4 快速顶点识别算法 | 第27-30页 |
| 2.3.5 视觉相对位姿的测量 | 第30-34页 |
| 2.3.6 视觉绝对坐标的获取 | 第34-35页 |
| 2.4 视觉导航实验 | 第35-39页 |
| 2.4.1 正方形识别鲁棒性测试和效果 | 第35-36页 |
| 2.4.2 位姿测量结果 | 第36-39页 |
| 2.5 本章小结 | 第39-40页 |
| 3 视觉与惯导的组合导航算法的设计 | 第40-55页 |
| 3.1 六旋翼动力学模型 | 第40-43页 |
| 3.1.1 飞行器的运动原理 | 第40页 |
| 3.1.2 牛顿-欧拉方程 | 第40-41页 |
| 3.1.3 受力分析 | 第41-42页 |
| 3.1.4 力矩分析 | 第42-43页 |
| 3.2 六旋翼飞行器惯导位姿测量原理 | 第43-48页 |
| 3.2.1 角速度修正 | 第44-46页 |
| 3.2.2 基于四元数的姿态更新 | 第46-47页 |
| 3.2.3 加速度参考坐标系变换 | 第47页 |
| 3.2.4 位置更新 | 第47-48页 |
| 3.3 组合导航算法 | 第48-53页 |
| 3.3.1 离散系统的状态空间描述 | 第48-49页 |
| 3.3.2 卡尔曼滤波的过程 | 第49-51页 |
| 3.3.3 卡尔曼滤波在飞行器上的应用 | 第51-53页 |
| 3.4 组合导航实验 | 第53-54页 |
| 3.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 4 六旋翼飞行器的自抗扰控制器的设计 | 第55-65页 |
| 4.1 控制器的选择 | 第55-56页 |
| 4.2 自抗扰控制的原理 | 第56-60页 |
| 4.2.1 安排过渡过程 | 第56页 |
| 4.2.2 微分跟踪器 | 第56-57页 |
| 4.2.3 扩张状态观测器 | 第57-58页 |
| 4.2.4 非线性组合 | 第58-60页 |
| 4.3 自抗扰控制在六旋翼飞行器上的应用 | 第60-64页 |
| 4.3.1 整体方案 | 第60页 |
| 4.3.2 自抗扰控制器的设计 | 第60-61页 |
| 4.3.3 位置控制器设计 | 第61-62页 |
| 4.3.4 姿态控制器的设计 | 第62-64页 |
| 4.4 本章小结 | 第64-65页 |
| 5 SIMMULINK的自抗扰控制仿真 | 第65-73页 |
| 5.1 仿真模型 | 第65-70页 |
| 5.1.1 飞行器数学模型 | 第65页 |
| 5.1.2 电机模型 | 第65-66页 |
| 5.1.3 自抗扰控制器模块 | 第66-67页 |
| 5.1.4 ADRC控制器内部结构 | 第67-69页 |
| 5.1.5 控制系统整体 | 第69-70页 |
| 5.1.6 3D仿真图像 | 第70页 |
| 5.2 仿真结果及分析 | 第70-73页 |
| 6 工作总结与展望 | 第73-75页 |
| 6.1 工作总结 | 第73页 |
| 6.2 工作展望 | 第73-75页 |
| 参考文献 | 第75-78页 |
| 发表论文及科研情况说明 | 第78-79页 |
| 致谢 | 第79页 |
