四旋翼无人机室内自主导航系统的研究与实现
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| CONTENTS | 第9-11页 |
| 第一章 绪论 | 第11-20页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第11-12页 |
| 1.2 室内导航的方法 | 第12-14页 |
| 1.2.1 机器视觉导航 | 第13页 |
| 1.2.2 声纳传感器导航 | 第13-14页 |
| 1.2.3 激光测距仪导航 | 第14页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第14-18页 |
| 1.3.1 国外相关研究 | 第15-16页 |
| 1.3.2 国内相关研究 | 第16-18页 |
| 1.4 本文研究内容与章节安排 | 第18-20页 |
| 第二章 四旋翼无人机系统总体方案设计 | 第20-37页 |
| 2.1 室内导航方法的选择 | 第20-21页 |
| 2.2 四旋翼无人机系统总体方案 | 第21-25页 |
| 2.2.1 四旋翼无人机的飞行模式 | 第22-23页 |
| 2.2.2 四旋翼无人机室内导航系统方案 | 第23-25页 |
| 2.3 四旋翼无人机的硬件组成与硬件系统构建 | 第25-32页 |
| 2.3.1 四旋翼无人机的机体及动力 | 第26-27页 |
| 2.3.2 四旋翼无人机的飞控硬件 | 第27-29页 |
| 2.3.3 室内自主导航系统硬件 | 第29-30页 |
| 2.3.4 四旋翼无人机硬件系统构建 | 第30-32页 |
| 2.4 四旋翼无人机飞行控制软件 | 第32-36页 |
| 2.4.1 姿态控制回路 | 第32-34页 |
| 2.4.2 高度控制回路 | 第34-35页 |
| 2.4.3 位置控制回路 | 第35-36页 |
| 2.5 本章小结 | 第36-37页 |
| 第三章 单目视觉的位姿测量与模板匹配 | 第37-53页 |
| 3.1 摄像机模型与标定 | 第37-45页 |
| 3.1.1 线性摄像机模型几何关系 | 第37-42页 |
| 3.1.2 非线性摄像机模型 | 第42-43页 |
| 3.1.3 摄像机标定过程 | 第43-45页 |
| 3.2 平面目标的位姿测量算法求解 | 第45-49页 |
| 3.2.1 PnP问题理论 | 第45-46页 |
| 3.2.2 共面四点模型的线性求解 | 第46-47页 |
| 3.2.3 相对位姿转换及位姿求解 | 第47-49页 |
| 3.3 模板匹配 | 第49-52页 |
| 3.3.1 平面模板匹配的方法 | 第49-50页 |
| 3.3.2 几何变换 | 第50-51页 |
| 3.3.3 图像金字塔加速算法 | 第51-52页 |
| 3.4 本章小结 | 第52-53页 |
| 第四章 基于激光测距仪室内导航的研究 | 第53-73页 |
| 4.1 局部地图的创建 | 第53-60页 |
| 4.1.1 激光测距仪数据采集与滤波处理 | 第54-57页 |
| 4.1.2 区域分割与特征提取 | 第57-60页 |
| 4.2 路径规划 | 第60-63页 |
| 4.2.1 调头模式 | 第60-61页 |
| 4.2.2 直行模式 | 第61-62页 |
| 4.2.3 绕弯模式 | 第62-63页 |
| 4.3 改进的ICP匹配算法 | 第63-71页 |
| 4.3.1 经典ICP算法 | 第63-67页 |
| 4.3.2 改进的ICP算法 | 第67-71页 |
| 4.4 全局地图的创建 | 第71-72页 |
| 4.5 本章小结 | 第72-73页 |
| 第五章 四旋翼无人机室内导航系统实验 | 第73-96页 |
| 5.1 四旋翼无人机飞行控制实验 | 第73-80页 |
| 5.1.1 四旋翼无人机的高度和姿态环实验 | 第73-79页 |
| 5.1.2 四旋翼无人机位置环实验 | 第79-80页 |
| 5.2 单目视觉辅助导航系统实验 | 第80-90页 |
| 5.2.1 窗口目标定位 | 第80-87页 |
| 5.2.2 密文标志识别 | 第87-89页 |
| 5.2.3 立体目标的定位 | 第89-90页 |
| 5.3 激光测距仪导航系统实验 | 第90-93页 |
| 5.3.1 局部地图的创建 | 第90-91页 |
| 5.3.2 路径规划 | 第91-92页 |
| 5.3.3 改进的ICP匹配与全局地图的创建 | 第92-93页 |
| 5.4 整机实验 | 第93-94页 |
| 5.5 本章小结 | 第94-96页 |
| 第六章 总结与展望 | 第96-98页 |
| 6.1 总结 | 第96-97页 |
| 6.2 展望 | 第97-98页 |
| 参考文献 | 第98-104页 |
| 攻读学位期间发表的成果目录 | 第104-105页 |
| 致谢 | 第105页 |
