多旋翼無人機系統(tǒng)：理論、算例和硬件實驗

譯者序
前言：無人機與垂直起降多旋翼無人機平臺
第1章 無人機與國家空域：無人機分類及相關任務、法規(guī)和安全、認證以及空中交通管理
1.1無人機融入空域面臨的挑戰(zhàn)
1.1.1術語定義
1.1.2無人機系統(tǒng)的任務
1.1.3空中交通管理準則及對無人機系統(tǒng)的影響
1.1.4無人機系統(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獲取遠程駕駛員證書
1.7參考文獻第2章無人機分類和任務規(guī)劃
第2章 無人機分類和任務規(guī)劃
2.1無人機系統(tǒng)分類、任務概述和市場概況
2.1.1國防
2.1.2民事安全
2.1.3民用商業(yè)
2.2旋翼無人機系統(tǒng)的運用特點
2.3基于多旋翼平臺的無人機系統(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
2.3.4施工和輔助作業(yè)
2.3.5線狀基礎設施檢查
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保護世界公民
2.3.12野生動物保護
第3章 無人機系統(tǒng)工程
3.1系統(tǒng)工程原理簡介
3.1.1性能權衡分析
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架構方案設計
3.4垂直起降飛機著艦對導航的要求
3.5導航鏈架構
3.6通信系統(tǒng)架構和限制條件
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集成確認驗證
第4章 基于流體動力學方程的大規(guī)模無人機路徑規(guī)劃
4.1無人機及應用上的挑戰(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預測集
4.6集中式方法的控制方程
4.6.1構建集中式方法的控制方程
4.6.2求解細節(jié)和流程
4.7數(shù)值計算
4.8結論
4.9參考文獻
第5章 遺傳模糊系統(tǒng)在飛行沖突解脫中的應用
5.1引言
5.2問題描述
5.3方法
5.3.1五機問題
5.3.2十機問題
5.4結果
5.4.1ε=1的五機問題
5.4.2ε=2的五機問題
5.4.3ε=1的十機問題
5.5結論與未來工作
5.6參考文獻
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
6.3四旋翼無人機模型
6.4模型平坦度
6.5基于平坦度的四旋翼無人機容錯控制
6.5.1故障檢測與隔離
6.5.2控制重構
6.6結論
6.7參考文獻
第7章 基于LQR控制器的四旋翼無人機系統(tǒng)動力學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
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
第8章 GPS拒止環(huán)境中的自主導航和目標地理定位
8.1引言
8.2相關研究工作
8.3系統(tǒng)架構
8.4導航算法
8.4.1訪問柵格地圖
8.4.2掃描匹配
8.4.3導航與避障
8.5目標地理定位
8.5.1目標識別
8.5.2三角測量目標定位法
8.6四旋翼無人機動力學
8.6.1動力學模型
8.6.2電機控制
8.6.3姿態(tài)控制
8.6.4位置控制
8.7結果
8.7.1仿真設置
8.7.2仿真結果
8.8參考文獻
第9章 面向增強態(tài)勢感知的視頻和FLIR圖像實時處理
9.1引言
9.2相關文獻研究
9.3研究方法
9.3.1設置FLS
9.3.2訓練FLS
9.4結果與討論
9.5結論與未來工作
9.6致謝
9.7參考文獻
第10章 增材制造類小型無人機的設計、制作和飛行測試
10.1什么是3D打印
10.2初步設計應考慮的因素
10.3使用增材制造的動機
10.4使用增材制造的設計
10.4.1Vesper
10.4.2HEAV
10.5特殊材料
10.6參考文獻
第11章 遺傳模糊系統(tǒng)在無人機復雜任務分配中的應用
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實驗結果
11.5結論與未來工作
11.6參考文獻
技術術語表