局限空间中基于单目视觉的四旋翼飞行器的位姿预估与导航
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第12-16页 |
| 1.2.1 基于视觉的导航 | 第12-13页 |
| 1.2.2 基于视觉的移动定位 | 第13页 |
| 1.2.3 基于视觉的悬停 | 第13-15页 |
| 1.2.4 基于视觉的物体跟踪 | 第15-16页 |
| 1.3 主要研究工作与内容安排 | 第16-17页 |
| 第2章 基于视觉位姿预估与导航的总体设计 | 第17-25页 |
| 2.1 硬件与软件平台 | 第17-20页 |
| 2.1.1 硬件平台 | 第17-18页 |
| 2.1.2 软件平台 | 第18-20页 |
| 2.2 四旋翼飞行器的建模 | 第20-23页 |
| 2.2.1 物理模型 | 第20-22页 |
| 2.2.2 系统识别模型 | 第22-23页 |
| 2.3 系统的总体设计 | 第23-24页 |
| 2.4 本章小结 | 第24-25页 |
| 第3章 基于视觉位姿预估的方法 | 第25-61页 |
| 3.1 摄像机的标定 | 第25-32页 |
| 3.1.1 线性摄像机模型 | 第25-29页 |
| 3.1.2 非线性摄像机模型 | 第29-31页 |
| 3.1.3 摄像机的标定实验及结果 | 第31-32页 |
| 3.2 特征检测与跟踪 | 第32-43页 |
| 3.2.1 FAST角点检测算子 | 第33-35页 |
| 3.2.2 AGAST角点检测算子 | 第35-37页 |
| 3.2.3 基于光流法的特征点跟踪 | 第37-43页 |
| 3.3 飞行器姿态的预估 | 第43-50页 |
| 3.3.1 对极几何 | 第43-44页 |
| 3.3.2 基础矩阵 | 第44-45页 |
| 3.3.3 本质矩阵 | 第45-46页 |
| 3.3.4 本质矩阵的求解 | 第46-49页 |
| 3.3.5 估计旋转矩阵和平移向量 | 第49-50页 |
| 3.4 PTAM算法研究 | 第50-57页 |
| 3.4.1 初始化 | 第50-53页 |
| 3.4.2 飞行器的位姿估计与更新 | 第53-56页 |
| 3.4.3 三维地图的建立 | 第56-57页 |
| 3.5 基于点云的三维地图的建立试验及结果 | 第57-59页 |
| 3.6 本章小结 | 第59-61页 |
| 第4章 飞行器的控制与导航 | 第61-75页 |
| 4.1 尺度估计 | 第61-64页 |
| 4.1.1 基于传感器和视觉的尺度估计 | 第61-62页 |
| 4.1.2 大尺度空间尺度估计的方法 | 第62-63页 |
| 4.1.3 尺度估计验证试验及结果 | 第63-64页 |
| 4.2 卡尔曼滤波 | 第64-66页 |
| 4.2.1 数据融合和卡尔曼滤波 | 第64页 |
| 4.2.2 卡尔曼滤波 | 第64-66页 |
| 4.3 视觉与传感器信息融合 | 第66-68页 |
| 4.3.1 滤波器模型的建立 | 第66-67页 |
| 4.3.2 卡尔曼滤波实现 | 第67-68页 |
| 4.4 PID控制 | 第68-71页 |
| 4.4.1 控制器的设计 | 第68-69页 |
| 4.4.2 控制器效果的验证 | 第69-71页 |
| 4.5 系统稳定性实验及结果 | 第71-73页 |
| 4.6 本章小结 | 第73-75页 |
| 第5章 基于蒙特卡罗定位的位姿恢复方法 | 第75-85页 |
| 5.1 设计思想 | 第75-76页 |
| 5.2 算法介绍 | 第76-82页 |
| 5.2.1 贝叶斯滤波 | 第76-78页 |
| 5.2.2 蒙特卡罗定位 | 第78页 |
| 5.2.3 自适应样本的蒙特卡罗定位 | 第78-82页 |
| 5.3 仿真实验及其结果 | 第82-83页 |
| 5.4 本章小结 | 第83-85页 |
| 第6章 总结与展望 | 第85-87页 |
| 6.1 论文研究工作总结 | 第85-86页 |
| 6.2 展望 | 第86-87页 |
| 参考文献 | 第87-91页 |
| 致谢 | 第91页 |
