基于FPGA的无人机惯性导航算法研究与电路设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第8-9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-13页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第13-14页 |
| 第二章 惯性导航原理及关键算法 | 第14-26页 |
| 2.1 无人机结构设计 | 第14页 |
| 2.2 惯性导航原理 | 第14-15页 |
| 2.3 捷联惯性导航系统中常用坐标系 | 第15-16页 |
| 2.3.1 导航坐标系 | 第15-16页 |
| 2.3.2 机体坐标系 | 第16页 |
| 2.4 姿态解算原理及算法 | 第16-21页 |
| 2.4.1 欧拉角法 | 第17-19页 |
| 2.4.2 四元数法 | 第19页 |
| 2.4.3 四元数与欧拉角的转换 | 第19-20页 |
| 2.4.4 姿态的计算 | 第20-21页 |
| 2.5 扩展卡尔曼滤波算法 | 第21-23页 |
| 2.5.1 卡尔曼滤波 | 第21-22页 |
| 2.5.2 扩展卡尔曼滤波 | 第22-23页 |
| 2.6 龙格库塔算法 | 第23-24页 |
| 2.7 本章小结 | 第24-26页 |
| 第三章 算法的软件设计与实现 | 第26-38页 |
| 3.1 MATLAB平台介绍 | 第26-27页 |
| 3.2 基于MATLAB的算法设计 | 第27-36页 |
| 3.2.1 详细算法介绍 | 第27-29页 |
| 3.2.2 基于MATLAB的算法框架 | 第29-30页 |
| 3.2.3 线性化FG矩阵模块 | 第30-31页 |
| 3.2.4 龙格库塔模块 | 第31-32页 |
| 3.2.5 过程矩阵预测模块 | 第32-33页 |
| 3.2.6 状态测量模块 | 第33页 |
| 3.2.7 状态更新模块 | 第33-34页 |
| 3.2.8 整体模块仿真 | 第34-36页 |
| 3.3 面向FPGA的算法优化 | 第36-37页 |
| 3.4 本章小结 | 第37-38页 |
| 第四章 基于FPGA的硬件电路设计与仿真 | 第38-66页 |
| 4.1 FPGA芯片介绍 | 第38页 |
| 4.2 硬件电路总体结构设计 | 第38-40页 |
| 4.2.1 完整结构设计 | 第38-39页 |
| 4.2.2 流水线设计 | 第39-40页 |
| 4.3 传感器驱动电路设计 | 第40-44页 |
| 4.3.1 接口电路设计 | 第41-42页 |
| 4.3.2 传感器数据转换电路设计 | 第42-44页 |
| 4.4 姿态解算电路设计 | 第44-56页 |
| 4.4.1 线性化FG模块电路设计 | 第47-48页 |
| 4.4.2 过程矩阵预测电路设计 | 第48-51页 |
| 4.4.3 龙格库塔模块电路设计 | 第51-53页 |
| 4.4.4 状态测量模块电路设计 | 第53-54页 |
| 4.4.5 状态更新模块电路设计 | 第54-56页 |
| 4.5 姿态回传电路设计 | 第56-57页 |
| 4.6 电路仿真测试分析 | 第57-65页 |
| 4.6.1 线性化FG模块电路仿真结果 | 第57-58页 |
| 4.6.2 过程矩阵预测电路仿真结果 | 第58-59页 |
| 4.6.3 龙格库塔电路仿真结果 | 第59-60页 |
| 4.6.4 状态测量电路仿真结果 | 第60-61页 |
| 4.6.5 完整姿态解算电路仿真结果 | 第61-64页 |
| 4.6.6 完整惯性导航模块仿真分析 | 第64-65页 |
| 4.7 本章小结 | 第65-66页 |
| 结论 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-70页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 | 第70-72页 |
| 致谢 | 第72页 |
