一種通用微型飛行控制器設計 105頁摘 要 微小型無人機(Micro／Mini UnmannedAerial Vehicle，M【，AV)在現代軍事和國民經濟中發 揮著越來越重要的作用。飛行控制器是無人機系統的核心，它自動采集無人機的各種飛行參數， 輸出舵面／油門指令以控制無人機的姿態和軌跡，使無人機能在沒有人工操縱干預的情況下自主 飛行，完成預定的任務。因此，研制高性能的飛行控制器對改善無人機的飛行性能以及提高任 務完成效率都具有重要的意義。 本文著重研究一種通用微型飛行控制器(General Micro Flight Controller，GMFC)，以適用 于小型／微型固定翼飛行器、旋翼飛行器、飛艇以及移動機器人的控制。論文的主要工作涉及 GMFC的硬件設計與軟件實現，具體內容包括： 1)分析了微型飛行控制器在國內外的研究現狀和發展趨勢，根據任務需求和設計指標確定 一種通用型、微型化、低功耗、高性能、低成本的嵌入式微型飛行控制器的整體方案。 2)設計了基于ARM的通用微型飛行控制器的硬件系統，包括主控模塊、慣性測量單元、 靜壓高度計、遙控信號接收單元、數據通信模塊、電源模塊、附加傳感器模塊等；完成了整個 控制器的PCB制作以及對所有電路的調試工作，使得系統運作正常。 3)研究了基于卡爾曼濾波算法的姿態參考系統，并對姿態參考系統的靜態性能和動態性能 進行測試。 4)設計了小型四旋翼飛行器本體平臺并對其進行動力學建模仿真； 5)在此基礎上，結合四旋翼飛行器試驗平臺設計了飛行控制律，開發了GMFC的軟件系 統，并開展物理實驗驗證。
標簽： 飛行控制器
上傳時間： 2022-03-15
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目前電動汽車主要以鋰電池作為動力來源,為了提高鋰電池的使用時間和安全性,為鋰電池提供安全良好的運行環境,電池管理系統應運而生。BMS主控單元基于S32K144汽車級單片機,通過主從式網絡控制結構能夠對鋰電池的各個參數進行采集與分析。采用擴展卡爾曼濾波對電池的荷電狀態(SOC)進行估算,克服普通估算方法無法避免電池內阻誤差的缺點,通過Matlab/Simulink軟件仿真驗證可使估算誤差達到2%以內。At present,electric vehicles mainly use lithium batteries as the power source.In order to improve the running time and safety of lithium batteries,a safe and good operating environment for power batteries is provided,and a battery management system(BMS) has emerged.The BMS main control unit is based on the S32K144 automotive-grade control chip.Through the master-slave network control structure,it can collect and analyze the various parameters of the lithium battery.The Extended Kalman Filter(EKF) is used to estimate the state of charge(SOC) of the battery,which overcomes the shortcomings of the internal estimation method that cannot overcome the internal resistance error of the battery.It can be verified by Matlab/Simulink software simulation.The estimation error is within 2%.
上傳時間： 2022-03-26
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《GPS原理與接收機設計》電子工業出版社——謝鋼,很好的接收機書籍。《GPS原理與接收機設計》系統、透徹地闡述了GPS及其接收機設計的各項相關內容，包括GPS信號結構、時空坐標系、測量值、定位原理、卡爾曼濾波、接收機的射頻前端、信號捕獲和信號跟蹤。此外，《GPS原理與接收機設計》還介紹了差分精密定位、GPS與慣性導航的組合和地圖匹配三方面GPS應用技術，并對多路徑、電磁干擾、互相關干擾、高靈敏度GPS、輔助GPS等關鍵課題做了論述。《GPS原理與接收機設計》理論分析清晰，實用性強，并且內容力求反映近些年來出現的GPS最新技術和成果。
上傳時間： 2022-03-27
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《統計信號處理基礎：估計與檢測理論》是一部經典的有關統計信號處理的權威著作。全書分為兩卷，分別講解了統計信號處理基礎的估計理論和檢測理論。 第一卷詳細介紹了經典估計理論和貝葉斯估計，總結了各種估計方法，考慮了維納濾波和卡爾曼濾波，并介紹了對復數據和參數的估計方法。本卷給出了大量的應用實例，范圍包括高分辨率譜分析、系統辨識、數字濾波器設計、自適應噪聲對消、自適應波束形成、跟蹤和定位等；并且設計了大量的習題來加深對基本概念的理解。第二卷全面介紹了計算機上實現的最佳檢測算法，并且重點介紹了現實中的信號處理應用，包括現代語音通信技術及傳統的聲吶/雷達系統。本卷從檢測的基礎理論開始，回顧了高斯、c2、F、瑞利及萊斯概率密度；講解了高斯隨機變量的二次型，以及漸近高斯概率密度和蒙特卡洛性能評估；介紹了基于簡單假設檢驗的檢測理論基礎，包括Neyman-Pearson定理、無關數據的處理、貝葉斯風險、多元假設檢驗，以及確定性信號和隨機信號的檢測。最后詳細分析了適合于未知信號和未知噪聲參數的復合假設檢驗。
標簽： 信號處理
上傳時間： 2022-04-14
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本書是自適應信號處理領域的一本經典教材。全書共17章，內容包括：自適應LMS橫向濾波器、自適應格型濾波器、自適應遞歸濾波器、頻域和子帶自適應濾波器、盲自適應濾波器、神經網絡、非線性自適應濾波器等及其在通信與信息系統中的應用。目錄背景與預覽第1章 隨機過程與模型第2章 維納濾波器第3章 線性預測第4章 最速下降算法第5章 最小均方自適應濾波器第6章 歸一化最小均方自適應濾波器第7章 頻域和子帶自適應濾波器第8章 最小二乘法第9章 遞歸最小二乘自適應濾波器第10章 卡爾曼濾波器第11章 平方根自適應濾波器第12章 階遞歸自適應濾波器第13章 有限精度效應第14章 時變系統的跟蹤第15章 無限脈沖響應自適應濾波器第16章 盲反卷積第17章 反向傳播學習后記附錄A 復變量附錄B 對向量微分附錄C 拉格朗日乘子法附錄D 估計理論附錄E 特征分析附錄F 旋轉和映射附錄G 復數Wishart分布術語參考文獻 現在網上流傳的技術類書籍好多都是預覽版本，此書為全本，非常難得，現在分享給大家，希望對大家有所幫助。
標簽： 自適應濾波器
上傳時間： 2022-05-14
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視覺SLAM十四講一書的草稿版，系統介紹了視覺SLAM（同時定位與地圖構建）所需的基本知識與核心算法，既包括數學理論基礎，如三維空間的剛體運動、非線性優化，又包括計算機視覺的算法實現，例如多視圖幾何、回環檢測等。此外，還提供了大量的實例代碼供讀者學習研究，從而更深入地掌握這些內容。可以作為對SLAM 感興趣的研究人員的入門自學材料，也可以作為SLAM 相關的高校本科生或研究生課程教材使用。 適讀人群 ：本書適合對SLAM感興趣的讀者閱讀，也適合有志于從事計算機視覺、機器人研究等領域的廣大學生閱讀，可作為SLAM技術的入門教材。 SLAM技術是全自動無人駕駛、無人機、機器人等人工智能產品的核心技術之一。 作者是SLAM領域非常杰出的青年專家。 書中不僅有深入淺出的講解，同時注重理論和實踐結合，大大降低了國內學生和相關從業者的進入門檻。 隆重向讀者推薦《視覺SLAM十四講：從理論到實踐》。一方面本書是業界少有的涵蓋從基礎理論到代碼實例，系統性講解SLAM的書；另一方面，本書的作者和地平線頗有淵源，高翔曾經是我們的算法實習生，顏沁睿是自動駕駛算法工程師，都是在SLAM領域非常杰出的青年專家，走在技術實踐前沿。在移動互聯網大潮之后，自動駕駛、無人機、服務機器人等人工智能硬件會成為下一個產業爆發點，其中關鍵的技術之一就是動態定位和環境建模的SLAM技術。本書是國內非常有價值的有關SLAM技術的書籍，適合有志于從事機器人技術的研究生和工程師，一定會讓讀者很有收獲。 ——地平線機器人創始人，中國人工智能學會副秘書長，余凱 我在新加坡和加拿大給學生講視覺SLAM時常常覺得缺乏一本適合初學者的教材。高翔博士的《視覺SLAM十四講：從理論到實踐》從基礎的四元數、李代數講起，涵蓋了卡爾曼濾波、Bundle Adjustment、Pose-Graph等高級優化工具。書中更有zui近十多年成功系統的概述，從2003年的MonoSLAM直到2016年的ORB-SLAM。通篇既有清晰的理論敘述，又輔以大量示例程序，是一本非常好的視覺SLAM教材。 ——加拿大西蒙弗雷澤大學終身教授，譚平 視覺SLAM隨著近年增強現實、無人駕駛等應用的興起而重新獲得重大關注。視覺SLAM屬于計算機視覺和機器人研究的交叉領域，因此涉及的基礎知識廣而分散。國內專門的研究機構相對較少，因此學生入門的門檻較高。幸運的是，本書不僅有深入淺出的講解，同時注重理論和實戰的結合，大大降低了國內學生和相關從業者的進入門檻。因此，本書非常值得初學者學習實踐。 ——網易感知與智能中心增強現實算法架構師，劉海偉 作者的這本書既是通俗有趣的高科技演義，又是足以指導研發實踐的翔實教程，對國內SLAM 界而言可謂意義重大。我甚至發現有不少目前圈內的一流人才都是因為看了本書的早期章節才決定進入這個行業并快速成長起來的。 本書里所涵蓋的知識面、技術細節，甚至是某些寶貴的實踐經驗，對國內剛剛起步的虛擬現實和增強現實（VR/AR）、無人機、無人車、機器人等行業而言，都將產生深遠影響！ ——uSens凌感科技聯合創始人/首席運營官，時馳（Chris）博士
上傳時間： 2022-05-23
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如何估計機器人在空間中移動時的狀態（如位置、方向）是機器人研究中一個重要的問題。大多數機器人、自動駕駛汽車都需要導航信息。導航的數據來自于相機、激光測距儀等各種傳感器，而它們往往受噪聲影響，這給狀態估計帶來了挑戰。本書將介紹常用的傳感器模型，以及如何在現實世界中利用傳感器數據對旋轉或其他狀態變量進行估計。本書涵蓋了經典的狀態估計方法（如卡爾曼濾波）以及更為現代的方法（如批量估計、貝葉斯濾波、sigmapoint 濾波和粒子濾波、剔除外點的魯棒估計、連續時間的軌跡估計和高斯過程回歸）。這些方法在諸如點云對齊、位姿圖松弛、光束平差法以及同時定位與地圖構建等重要應用中得以驗證。對機器人領域的學生和相關從業者來說，本書將是一份寶貴的資料。
標簽： 機器人
上傳時間： 2022-05-23
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論文首先研究了基于Har-like特征和Adaboost分類器的目標車輛探測算法原理和參數設置，并利用車載攝像頭采集真實道路車輛圖像，建立車輛樣本數據庫，訓練車輛分類器，實現對道路車輛的探測，并對探測效果進行量化分析。針對在車輛探測過程中誤檢率較高、探測不連續以及檢測框不穩定的現象，對基于無跡卡爾曼濾波器的車輛跟蹤算法進行了研究，建立了車輛相對運動模型，對真實道路交通場景中的多目標車輛進行探測與跟蹤，并對跟蹤算法對探測性能提升的效果和原因進行了深入分析。在單目測距中，針對一般測距算法受車輛俯仰角和攝像頭畸變影響很大的缺點，利用PreScan仿真軟件，對車輛測距算法進行了改進，提山了一個同時考慮車輛俯仰角和攝像頭畸變等參數的測距模型，以及一種將攝像頭內參與外參分開標定的新方法，最后利用場地實驗利真實道路交通場景對模型的測距精度、參數靈敏度進行量化分析。研究了僅利用圖像信息估算車輛間碰撞時間的方法，利用PreScan仿真軟件，對車輛碰撞時間估算算法進行了改進，建立了一個考慮車間相對加速度碰撞時間估算模型，最后，利用真實道路交通視頻對算法進行驗證和分析。最后，介紹了利用仿真軟件輔助ADAS開發的方法，在虛擬的開發環境中建立了以真實攝像頭物理參數為依據的攝像頭仿真模型、交通場景，實現了對單目測距和碰撞時間估算算法的驗證和改進。實驗結果表明，論文中所建立的算法表現出良好的性能，所構建的基于PreScan的仿真平臺能有效地提高算法的開發效率.
上傳時間： 2022-06-21
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四軸起飛時，發出觸發信號使導航模塊開始工作，同時讀取ICM20602的加速度計、陀螺儀數據，對數據卡爾曼濾波后姿態解算，對角度與角速度采取串級PID調節。控制系統算法設計主要有ICM20602濾波算法，姿態解算算法、串級PID控制算法和定高部分控制算法。礙于篇幅所限，下面介紹最重要的串級PID控制算法和定高部分控制算法。地理坐標系中重力的水平分量為零，僅用三軸陀螺儀和三軸加速度計無法計算出航向角，由于巡線機器人保持穩定飛行只需要橫滾角（roll）和俯仰角（pitch），所以四元數轉換成歐拉角。定高控制算法采用的是增量式PID控制，定高控制的輸出最后與姿態控制的輸出疊加到四個電機的控制中。數據濾波使用的是低通濾波，采用近三次的平均值。為了防止姿態對激光測距的影響及減小高度控制對姿態控制的干擾使用歐拉角來校正高度值，即Hight=(float)Hight*(cos(roll)* cos(pitch))。將四元數轉換后的歐拉角與陀螺儀測出來的角速度進行串級PID控制，其中歐拉角作為外環，角速度作為內環。外環的PID以及內環的PD設定值為測試數據值。由于內環的角速度控制不需要無靜差,所以內環采用PD控制,為防止測量的誤差造成較大影響,外環積分需要限幅。
標簽： 傳感器
上傳時間： 2022-06-24
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本書是作者在總結多年研究生“卡爾曼濾波與組合導航原理”課程的教學經驗，吸收十余年從事慣性導航與組合導航技術研究的科研成果，以及參閱國內外眾多文獻資料的基礎上編寫的，注重基礎理論與工程實踐相結合，實用性與可操作性強。全書共八章，主要包括捷聯慣導算法及其誤差分析、地球重力場基礎、卡爾曼濾波基本原理、初始對準與組合導航技術、捷聯慣導與組合導航仿真等內容。書中附有豐富的Matlab仿真程序可供參考，還有練習題可供讀者拓展學習或學生練習使用。本書可作為導航制導與控制、儀器儀表及相關專業的高年級本科生、研究生的教學用書和參考書，也可供從事相關專業的科研和工程技術人員閱讀參考。
上傳時間： 2022-07-01
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