多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)：理論、算例和硬件實(shí)驗(yàn)

譯者序
前言：無(wú)人機(jī)與垂直起降多旋翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)
第1章 無(wú)人機(jī)與國(guó)家空域：無(wú)人機(jī)分類及相關(guān)任務(wù)、法規(guī)和安全、認(rèn)證以及空中交通管理
1.1無(wú)人機(jī)融入空域面臨的挑戰(zhàn)
1.1.1術(shù)語(yǔ)定義
1.1.2無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)
1.1.3空中交通管理準(zhǔn)則及對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的影響
1.1.4無(wú)人機(jī)系統(tǒng)融入空域
1.2主要參與方
1.2.1國(guó)際民航組織
1.2.2無(wú)人系統(tǒng)規(guī)則制定聯(lián)合體
1.2.3歐洲航空安全局
1.3法國(guó)規(guī)定
1.4通信問(wèn)題
1.5UTM/U-space的后續(xù)步驟
1.6獲取遠(yuǎn)程駕駛員證書(shū)
1.7參考文獻(xiàn)第2章無(wú)人機(jī)分類和任務(wù)規(guī)劃
第2章 無(wú)人機(jī)分類和任務(wù)規(guī)劃
2.1無(wú)人機(jī)系統(tǒng)分類、任務(wù)概述和市場(chǎng)概況
2.1.1國(guó)防
2.1.2民事安全
2.1.3民用商業(yè)
2.2旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)用特點(diǎn)
2.3基于多旋翼平臺(tái)的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)民用案例
2.3.1航空攝影
2.3.2農(nóng)業(yè)
2.3.3雪崩防護(hù)
2.3.4施工和輔助作業(yè)
2.3.5線狀基礎(chǔ)設(shè)施檢查
2.3.6消防
2.3.7輔助捕撈
2.3.8貨物運(yùn)輸和包裹遞送
2.3.9工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)勘察
2.3.10安全工作和輔助警察
2.3.11保護(hù)世界公民
2.3.12野生動(dòng)物保護(hù)
第3章 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工程
3.1系統(tǒng)工程原理簡(jiǎn)介
3.1.1性能權(quán)衡分析
3.1.2功能性和非功能性分析與需求
3.1.3通過(guò)早期系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢查需求可行性
3.2運(yùn)行分析
3.2.1所需的運(yùn)行能力
3.2.2功能分析
3.3架構(gòu)方案設(shè)計(jì)
3.4垂直起降飛機(jī)著艦對(duì)導(dǎo)航的要求
3.5導(dǎo)航鏈架構(gòu)
3.6通信系統(tǒng)架構(gòu)和限制條件
3.6.1自由空間中的信號(hào)傳播
3.6.2大氣中的信號(hào)傳播
3.7人為因素
3.8集成確認(rèn)驗(yàn)證
第4章 基于流體動(dòng)力學(xué)方程的大規(guī)模無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃
4.1無(wú)人機(jī)及應(yīng)用上的挑戰(zhàn)
4.2路徑規(guī)劃和流體模擬
4.2.1運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制
4.2.2路徑規(guī)劃和控制問(wèn)題
4.2.3路徑規(guī)劃和偏微分方程方法概況
4.3問(wèn)題描述
4.4流體模擬
4.5預(yù)測(cè)集
4.6集中式方法的控制方程
4.6.1構(gòu)建集中式方法的控制方程
4.6.2求解細(xì)節(jié)和流程
4.7數(shù)值計(jì)算
4.8結(jié)論
4.9參考文獻(xiàn)
第5章 遺傳模糊系統(tǒng)在飛行沖突解脫中的應(yīng)用
5.1引言
5.2問(wèn)題描述
5.3方法
5.3.1五機(jī)問(wèn)題
5.3.2十機(jī)問(wèn)題
5.4結(jié)果
5.4.1ε=1的五機(jī)問(wèn)題
5.4.2ε=2的五機(jī)問(wèn)題
5.4.3ε=1的十機(jī)問(wèn)題
5.5結(jié)論與未來(lái)工作
5.6參考文獻(xiàn)
第6章 基于故障診斷和容錯(cuò)控制的路徑規(guī)劃
6.1引言
6.2微分平坦度
6.3四旋翼無(wú)人機(jī)模型
6.4模型平坦度
6.5基于平坦度的四旋翼無(wú)人機(jī)容錯(cuò)控制
6.5.1故障檢測(cè)與隔離
6.5.2控制重構(gòu)
6.6結(jié)論
6.7參考文獻(xiàn)
第7章 基于LQR控制器的四旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)辨識(shí)和基于頻率掃描的模型驗(yàn)證
7.1配置
7.2規(guī)定和假設(shè)
7.3狀態(tài)空間表示
7.4時(shí)程數(shù)據(jù)收集
7.5CIFER概述
7.5.1非參數(shù)化模型辨識(shí)
7.5.2參數(shù)化模型辨識(shí)
7.6開(kāi)環(huán)系統(tǒng)辨識(shí)
7.6.1升沉軸
7.6.2方向軸
7.6.3橫縱軸
7.7系統(tǒng)模型驗(yàn)證
7.8LQR控制器優(yōu)化
7.9參考文獻(xiàn)
第8章 GPS拒止環(huán)境中的自主導(dǎo)航和目標(biāo)地理定位
8.1引言
8.2相關(guān)研究工作
8.3系統(tǒng)架構(gòu)
8.4導(dǎo)航算法
8.4.1訪問(wèn)柵格地圖
8.4.2掃描匹配
8.4.3導(dǎo)航與避障
8.5目標(biāo)地理定位
8.5.1目標(biāo)識(shí)別
8.5.2三角測(cè)量目標(biāo)定位法
8.6四旋翼無(wú)人機(jī)動(dòng)力學(xué)
8.6.1動(dòng)力學(xué)模型
8.6.2電機(jī)控制
8.6.3姿態(tài)控制
8.6.4位置控制
8.7結(jié)果
8.7.1仿真設(shè)置
8.7.2仿真結(jié)果
8.8參考文獻(xiàn)
第9章 面向增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知的視頻和FLIR圖像實(shí)時(shí)處理
9.1引言
9.2相關(guān)文獻(xiàn)研究
9.3研究方法
9.3.1設(shè)置FLS
9.3.2訓(xùn)練FLS
9.4結(jié)果與討論
9.5結(jié)論與未來(lái)工作
9.6致謝
9.7參考文獻(xiàn)
第10章 增材制造類小型無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)、制作和飛行測(cè)試
10.1什么是3D打印
10.2初步設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素
10.3使用增材制造的動(dòng)機(jī)
10.4使用增材制造的設(shè)計(jì)
10.4.1Vesper
10.4.2HEAV
10.5特殊材料
10.6參考文獻(xiàn)
第11章 遺傳模糊系統(tǒng)在無(wú)人機(jī)復(fù)雜任務(wù)分配中的應(yīng)用
11.1引言
11.2問(wèn)題描述
11.3研究方法
11.3.1模糊聚類方法
11.3.2遺傳模糊聚類方法
11.3.3使用近似代價(jià)函數(shù)的遺傳模糊聚類方法
11.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
11.5結(jié)論與未來(lái)工作
11.6參考文獻(xiàn)
技術(shù)術(shù)語(yǔ)表