封面 书名页 版权页 译者序 前言 致谢 第1章 绪论 1.1 什么是无人机和微型无人机? 1.2 无人机和微型无人机：定义、历史、分类和应用 1.2.1 定义 1.2.2 无人机历史发展概述 1.2.3 无人机的分类 1.2.4 应用 1.3 近年来日本自主无人机在民用领域的研究和发展 1.4 民用自主无人机控制与操作系统的主题和前景 1.5 自主无人机与微型无人机的未来研究和发展 参考文献 第一部分 小型和微型旋翼无人机的建模与控制 第2章 小型和微型无人直升机的基础建模与控制 2.1 引言 2.2 小型和微型直升机的基本建模 2.2.1 小型和微型无人直升机 2.2.2 单旋翼直升机的建模 2.2.3 共轴旋翼直升机的建模 2.3 小型无人直升机的控制系统设计 2.3.1 最优控制 2.3.2 最优预先控制 2.4 试验 2.4.1 单旋翼直升机的试验装置 2.4.2 共轴旋翼直升机的试验装置 2.4.3 静态飞行控制 2.4.4 轨迹跟踪控制 2.5 小结 参考文献 第3章 使用LQG控制器的微型四旋翼无人机的自主控制 3.1 引言 3.2 试验平台介绍 3.3 试验装置 3.3.1 嵌入式控制系统 3.3.2 地面控制站 3.4 建模和控制器的设计 3.4.1 建模 3.4.2 控制器的设计 3.5 试验及试验结果 3.6 小结 参考文献 第4章 自主四倾斜翼无人机的研发：设计、建模和控制 4.1 引言 4.2 四倾斜翼无人机 4.3 四倾斜翼无人机的建模 4.3.1 坐标系 4.3.2 偏航模型 4.3.3 滚转和俯仰姿态模型 4.4 姿态控制系统设计 4.4.1 偏航动力学的控制系统设计 4.4.2 滚转和俯仰动力学控制系统设计 4.5 试验 4.5.1 航向控制试验 4.5.2 滚转和俯仰姿态控制试验 4.6 过渡状态下的控制性能验证 4.7 小结 参考文献 第5章 用于递阶控制设计的直升机模型的线性化与辨识 5.1 引言 5.2 建模 5.2.1 联动装置 5.2.2 主旋翼和稳定杆的动力学 5.2.3 机身运动的动力学 5.2.4 小型直升机建模 5.2.5 参数辨识与验证 5.3 控制器设计 5.3.1 控制系统的结构 5.3.2 姿态控制器设计 5.3.3 平飞运动控制系统 5.4 试验 5.4.1 航空电子设备结构 5.4.2 姿态控制 5.4.3 悬停和平飞控制 5.5 小结 参考文献 第二部分 旋翼无人机和微型无人机的先进飞行控制系统 第6章 小型直升机自转机动飞行分析及其在紧急迫降中的应用 6.1 引言 6.2 自转 6.2.1 桨叶微元上的气动力 6.2.2 自转时的空气动力学 6.3 基于叶素理论的非线性自转模型 6.3.1 拉力 6.3.2 扭矩 6.3.3 诱导速度 6.4 自转模型的校验 6.4.1 试验数据 6.4.2 自转模型的验证 6.4.3 诱导速度估算方法的改进 6.4.4 诱导速度估算方法的有效性 6.4.5 仿真 6.5 试验 6.5.1 自转着陆控制 6.5.2 垂直速度控制 6.6 线性化 6.6.1 离散状态空间模型 6.6.2 基于神经网络的参数确定 6.6.3 仿真 6.7 总结 参考文献 第7章 基于前馈序列控制的小型无人直升机自主特技飞行 7.1 引言 7.2 硬件设置 7.3 手动飞行辨识 7.4 轨迹设置及仿真 7.5 执行原理和试验 7.6 飞行高度与速度 7.7 小结 参考文献 第8章 垂直起降无人机的数学建模和非线性控制 8.1 引言 8.2 小型及微型垂直起降无人机的动力学模型 8.2.1 刚体动力学 8.2.2 气动力和扭矩 8.3 非线性多级飞行控制器：设计和稳定 8.3.1 飞行控制器设计 8.3.2 全闭环系统的稳定性分析 8.4 无人机系统集成：航空电子设备及实时软件 8.4.1 航空器描述 8.4.2 导航传感器及实时架构 8.4.3 制导、导航和控制系统及其实时实现 8.5 飞行测试和试验结果 8.5.1 姿态轨迹跟踪 8.5.2 自动起飞、悬停和降落 8.5.3 长距离飞行 8.5.4 全自主航点导航 8.5.5 任意路径跟踪 8.6 小结 附录 参考文献 第9章 应用预测控制的多架小型自主直升机的编队飞行控制 9.1 引言 9.2 控制系统配置 9.3 长机—僚机路径规划器设计 9.4 基于模型预测控制的制导控制器设计 9.4.1 速度控制系统 9.4.2 坐标模型 9.4.3 模型预测控制器设计 9.4.4 观测器设计 9.5 仿真和试验 9.5.1 仿真 9.5.2 试验 9.5.3 约束和防止空中相撞 9.5.4 抗干扰的鲁棒性 9.6 小结 参考文献 第三部分 短程无人机的制导与导航 第10章 小型飞行器的制导与导航系统 10.1 引言 10.2 微型旋翼无人机的嵌入式制导系统 10.2.1 任务定义和路径规划 10.2.2 飞行模式管理 10.2.3 安全程序和飞行终止系统 10.2.4 参考轨迹的实时生成 10.3 航空飞行器的传统导航系统 10.3.1 姿态和航向参考系统 10.3.2 坐标和速度估算 10.3.3 运用压力传感器和惯性导航系统的高度估算 10.4 GPS失效情况下的视觉导航系统 10.4.1 视觉流飞行控制 10.4.2 特征跟踪的视觉驱动里程仪 10.4.3 目标跟踪的色觉系统 10.4.4 用于微型无人机精确定位和着陆的基于立体视觉的系统 10.5 小结 参考文献 第11章 低成本姿态四元传感器的设计与应用 11.1 引言 11.2 坐标系和四元数 11.2.1 坐标系定义 11.2.2 四元数 11.3 姿态和航向估算算法 11.3.1 过程模型构造 11.3.2 扩展卡尔曼滤波算法 11.3.3 实际应用 11.4 应用与评价 11.5 小结 参考文献 第12章 微型无人机基于视觉的导航和视觉伺服系统 12.1 引言 12.1.1 空中视觉导航的相关工作 12.1.2 基于视觉的自动驾驶仪的介绍 12.2 用于飞行路径积分的空中视觉里程仪 12.2.1 特征选择和跟踪 12.2.2 图像坐标系中飞行器伪运动的估算 12.2.3 旋转效应补偿 12.3 用于距离判定和无人机运动复原的自适应观测器 12.3.1 自适应视觉观测器的数学公式 12.3.2 递归最小二乘法通则 12.3.3 RLS算法在范围（高度）估算中的应用 12.3.4 视觉估值、惯性和压力传感器数据的融合 12.4 非线性3D飞行控制器：设计和稳定性 12.4.1 旋翼机动力学建模 12.4.2 飞行控制器设计 12.4.3 闭环系统的稳定性和鲁棒性 12.5 无人机平台和软件实现 12.5.1 无人机平台介绍 12.5.2 实时软件的运行 12.6 基于视觉飞行的试验结果 12.6.1 旋转效应补偿和高度估算的静态测试 12.6.2 自主起飞和着陆情况下的室外自主悬停 12.6.3 任意目标下的自主起飞、精确悬停和精准自动降落 12.6.4 自动起飞和着陆情况下的地面移动目标跟踪 12.6.5 使用视觉的基于速度控制的轨迹跟踪 12.6.6 采用视觉估算的基于坐标控制的轨迹跟踪 12.6.7 基于GPS的航点导航和与视觉里程仪估算的比较 12.6.8 讨论 12.7 小结 参考文献 第13章 使用红外和超声波传感器的室内自主飞行与精准自主着陆 13.1 引言 13.2 系统组成 13.2.1 试验平台介绍 13.2.2 移动式测距系统 13.2.3 微型无人机操作系统 13.3 坐标测量原理 13.3.1 基本原理 13.3.2 坐标系定义 13.3.3 边缘检测 13.3.4 坐标计算 13.4 建模与控制器设计 13.4.1 控制系统组成 13.4.2 建模 13.4.3 参数辨识 13.4.4 控制器 13.5 试验 13.5.1 自主悬停试验 13.5.2 自主着陆试验 13.6 小结 参考文献 封底 ..更多