多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)：理論、算例和硬件實驗

譯者序
前言：無人機(jī)與垂直起降多旋翼無人機(jī)平臺
第1章 無人機(jī)與國家空域：無人機(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無人機(jī)融入空域面臨的挑戰(zhàn)
1.1.1術(shù)語定義
1.1.2無人機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)
1.1.3空中交通管理準(zhǔn)則及對無人機(jī)系統(tǒng)的影響
1.1.4無人機(jī)系統(tǒng)融入空域
1.2主要參與方
1.2.1國際民航組織
1.2.2無人系統(tǒng)規(guī)則制定聯(lián)合體
1.2.3歐洲航空安全局
1.3法國規(guī)定
1.4通信問題
1.5UTM/U-space的后續(xù)步驟
1.6獲取遠(yuǎn)程駕駛員證書
1.7參考文獻(xiàn)第2章無人機(jī)分類和任務(wù)規(guī)劃
第2章 無人機(jī)分類和任務(wù)規(guī)劃
2.1無人機(jī)系統(tǒng)分類、任務(wù)概述和市場概況
2.1.1國防
2.1.2民事安全
2.1.3民用商業(yè)
2.2旋翼無人機(jī)系統(tǒng)的運用特點
2.3基于多旋翼平臺的無人機(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貨物運輸和包裹遞送
2.3.9工業(yè)現(xiàn)場勘察
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野生動物保護(hù)
第3章 無人機(jī)系統(tǒng)工程
3.1系統(tǒng)工程原理簡介
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通過早期系統(tǒng)設(shè)計檢查需求可行性
3.2運行分析
3.2.1所需的運行能力
3.2.2功能分析
3.3架構(gòu)方案設(shè)計
3.4垂直起降飛機(jī)著艦對導(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自由空間中的信號傳播
3.6.2大氣中的信號傳播
3.7人為因素
3.8集成確認(rèn)驗證
第4章 基于流體動力學(xué)方程的大規(guī)模無人機(jī)路徑規(guī)劃
4.1無人機(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運動規(guī)劃與控制
4.2.2路徑規(guī)劃和控制問題
4.2.3路徑規(guī)劃和偏微分方程方法概況
4.3問題描述
4.4流體模擬
4.5預(yù)測集
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問題描述
5.3方法
5.3.1五機(jī)問題
5.3.2十機(jī)問題
5.4結(jié)果
5.4.1ε=1的五機(jī)問題
5.4.2ε=2的五機(jī)問題
5.4.3ε=1的十機(jī)問題
5.5結(jié)論與未來工作
5.6參考文獻(xiàn)
第6章 基于故障診斷和容錯控制的路徑規(guī)劃
6.1引言
6.2微分平坦度
6.3四旋翼無人機(jī)模型
6.4模型平坦度
6.5基于平坦度的四旋翼無人機(jī)容錯控制
6.5.1故障檢測與隔離
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控制器的四旋翼無人機(jī)系統(tǒng)動力學(xué)辨識和基于頻率掃描的模型驗證
7.1配置
7.2規(guī)定和假設(shè)
7.3狀態(tài)空間表示
7.4時程數(shù)據(jù)收集
7.5CIFER概述
7.5.1非參數(shù)化模型辨識
7.5.2參數(shù)化模型辨識
7.6開環(huán)系統(tǒng)辨識
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)識別
8.5.2三角測量目標(biāo)定位法
8.6四旋翼無人機(jī)動力學(xué)
8.6.1動力學(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)勢感知的視頻和FLIR圖像實時處理
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)論與未來工作
9.6致謝
9.7參考文獻(xiàn)
第10章 增材制造類小型無人機(jī)的設(shè)計、制作和飛行測試
10.1什么是3D打印
10.2初步設(shè)計應(yīng)考慮的因素
10.3使用增材制造的動機(jī)
10.4使用增材制造的設(shè)計
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)在無人機(jī)復(fù)雜任務(wù)分配中的應(yīng)用
11.1引言
11.2問題描述
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使用近似代價函數(shù)的遺傳模糊聚類方法
11.4實驗結(jié)果
11.5結(jié)論與未來工作
11.6參考文獻(xiàn)
技術(shù)術(shù)語表