基于低成本四旋翼的航姿估计方法研究

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 研究现状

1.2.1 航姿测量系统研究现状

1.2.2 航姿估计算法研究现状

1.3 论文研究目的

1.4 论文研究内容及章节安排

2低成本四旋翼航姿测量系统建模

2.1 四旋翼航姿测量系统总体方案设计

2.2 坐标系与坐标变换矩阵

2.2.1 常用坐标系的定义

2.2.2 坐标变换矩阵

2.3 姿态传感器特性分析

2.3.1 MEMS陀螺仪

2.3.2 MEMS加速度计

2.3.3 MEMS磁力计

2.4 姿态转换矩阵更新算法

2.4.1 欧拉角法

2.4.2 方向余弦法

2.4.3 四元数法

2.5 基于各传感器的航姿解算方法

2.5.1 基于陀螺仪的航姿解算方法

2.5.2 基于加速度计与磁力计的航姿解算方法

2.6 本章小结

3 低成本四旋翼航姿估计算法研究

3.1 航姿估计算法选择

3.2 基于互补滤波的四旋翼航姿估计

3.3 基于扩展卡尔曼滤波的四旋翼航姿估计

3.3.1 卡尔曼滤波

3.3.2 扩展卡尔曼滤波

3.3.3 扩展卡尔曼滤波器的设计

3.4 基于互补滤波和扩展卡尔曼滤波组合的四旋翼航姿估计

3.5 航姿估计算法仿真实验

3.5.1 四旋翼无人机飞行姿态检测标准

3.5.2 仿真实验及结果分析

3.6 本章小结

4 低成本四旋翼航姿估计系统的性能验证

4.1 低成本四旋翼航姿估计系统硬件平台搭建

4.1.1 航姿估计系统硬件总体方案设计

4.1.2 主要元器件选型

4.1.3 实验平台搭建

4.2 低成本四旋翼航姿估计系统软件设计

4.2.1 系统主程序设计

4.2.2 姿态解算模块程序设计

4.2.3 数据通信传输模块

4.3 四旋翼姿态测量实验与分析

4.3.1 静态测量实验

4.3.1 动态测量实验

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及成果

致 谢