發(fā)布時間：2021-04-28 22:09

　　QUAV是一種具有結構簡單、可低速飛行、垂直升降等優(yōu)點的飛行器。與常規(guī)布局無人直升機相比,QUAV成本較低且維護方便�；谶@些優(yōu)點,近年來學術界對QUAV的研究熱度不斷上升,同時,QUAV在軍用領域和民用領域的應用也趨于頻繁。國內企業(yè)對QUAV的研發(fā)使得消費級QUAV在國內的市場占有比重越來越大,這些企業(yè)在國際上的競爭力也不斷增強。論文圍繞QUAV在城市環(huán)境中的飛行問題,以實現(xiàn)城市環(huán)境下的魯棒飛行為目標,著重研究了感知城市環(huán)境的傳感器及其預處理技術,雙目測距系統(tǒng),避障策略,障礙物識別,飛行控制系統(tǒng)設計等內容。論文的主要研究內容如下:首先,詳細分析了QUAV的工作原理,從物理角度分析了QUAV的力和力矩。同時,為了方便對QUAV進行數(shù)學分析,建立了機體坐標系和世界坐標系,并解算了兩個坐標系之間的變換矩陣。然后基于兩個坐標系之間的關系,建立了傳遞函數(shù)表述的非線性動力學方程�？紤]到實際工程中的運用,采用標準LPV法對非線性模型進行了線性化處理。然后,設計了基于線性化動力學方程的魯棒控制器。其中包括對模型魯棒性的分析,分析中解釋了模型不確定性以及左右互質分解的步驟,之后又對魯棒穩(wěn)定問題解決的一... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 無人機的定義與分類
        1.1.2 QUAV的特點
        1.1.3 城市環(huán)境特點
        1.1.4 研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 QUAV控制技術研究現(xiàn)狀
        1.2.2 QUAV避障研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容及結構
        1.3.1 文章結構
        1.3.2 本文主要內容
第二章 QUAV模型建立
    2.1 引言
    2.2 工作原理
    2.3 非線性動力學模型建立
        2.3.1 坐標系及轉換矩陣
        2.3.2 非線性建模
        2.3.3 模型線性化
    2.4 小結
第三章 QUAV魯棒控制技術
    3.1 引言
    3.2 模型魯棒性分析
        3.2.1 不確定性概念
        3.2.2 規(guī)范化左右互質分解
        3.2.3 魯棒穩(wěn)定問題分析
    3.3 基于H_∞回路成形的魯棒控制器設計
        3.3.1 H_∞回路成形法概念
        3.3.2 H_∞回路成形法控制器設計步驟
        3.3.3 補償器設計
        3.3.4 控制器降階
    3.4 控制仿真分析
    3.5 小結
第四章 城市環(huán)境感知設備及其預處理
    4.1 引言
    4.2 魚眼相機成像分析
        4.2.1 魚眼相機成像特點
        4.2.2 魚眼相機成像模型
    4.3 圖像畸變矯正
        4.3.1 經緯矯正方法
        4.3.2 雙經度矯正法
        4.3.3 基于等立體角投影模型的矯正方法
    4.4 相機標定
        4.4.1 opencv中的標定方法
        4.4.2 基于遺傳算法的標定流程
        4.4.3 角點檢測設計
        4.4.4 基于遺傳算法的參數(shù)尋優(yōu)
        4.4.5 實驗方法及結果
    4.5 小結
第五章 城市環(huán)境的障礙物檢測與識別
    5.1 引言
    5.2 障礙物檢測和識別策略
    5.3 基于vibe算法的前景檢測
        5.3.1 vibe算法介紹
        5.3.2 實驗比較及分析
    5.4 基于SVM的障礙物識別
        5.4.1 SVM算法簡介
        5.4.2 cifar-100數(shù)據(jù)集
        5.4.3 基于SURF算法的特征檢測
        5.4.4 基于K-means算法的特征聚類
        5.4.5 BOW詞典構造
        5.4.6 實驗結果分析
    5.5 小結
第六章 城市環(huán)境的QUAV避障
    6.1 引言
    6.2 避障策略研究
        6.2.1 全局路徑規(guī)劃
        6.2.2 局部避障設計
    6.3 雙目視覺研究
        6.3.1 雙目視覺原理
        6.3.2 基于ORB算法的特征檢測
        6.3.3 特征匹配優(yōu)化研究
        6.3.4 實驗結果分析
    6.4 小結
第七章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]車載魚眼相機自標定研究[D]. 石恬.西安電子科技大學 2015
[3]復雜環(huán)境下自主移動機器人路徑規(guī)劃方法的研究[D]. 周文卷.吉林大學 2014
[4]四旋翼無人機室內自主導航系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 白志君.廈門大學 2014
[5]基于機理分析和頻域辨識相結合的微小型無人直升機建模[D]. 王奇.國防科學技術大學 2012
[6]四旋翼直升機控制問題研究[D]. 李攀.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[7]四旋翼無人直升機飛行控制技術研究[D]. 單海燕.南京航空航天大學 2008
[8]無人機自主控制綜述及自主著陸控制系統(tǒng)設計[D]. 陳海.西北工業(yè)大學 2007
[9]四旋翼直升機控制問題研究[D]. 王樹剛.哈爾濱工業(yè)大學 2006



本文編號：3166257