四旋翼无人机轨迹规划与跟踪控制算法

图书信息

内容简介

本书系统阐述了四旋翼无人机在动态环境中的轨迹规划与跟踪控制技术，围绕感知、规划与控制的核心挑战，构建从基础建模到实际执行的全技术链条。全书首先基于牛顿-欧拉方程建立非线性动力学模型，分析四旋翼的欠驱动特性与微分平坦性;随后探讨了视觉/激光SLAM 与多传感器融合的定位方法，以及不同环境表征对规划的影响;进而提出“路径搜索―参数化―优化”的轨迹生成框架，涵盖基于搜索/采样的初解生成与多目标约束优化;*后对比工业级闭式控制与前沿优化驱动方法，解决复杂扰动下的跟踪问题。

本书适合无人机、无人系统、智能控制、多智能体系统、网络化控制等领域的研究人员，以及从事航空等行业的决策与控制工程师阅读学习。

目录

1. 四旋翼无人机轨迹规划与跟踪控制算法 目录
2. 第1章 概述 001
3. 1.1 无人机应用领域 002
4. 1.2 四旋翼无人机优势及其智能自主性 002
5. 第2章 四旋翼无人机建模 004
6. 2.1 四旋翼无人机占用空间建模 005
7. 2.1.1 球体模型 005
8. 2.1.2 椭球体模型 006
9. 2.1.3 长方体模型 007
10. 2.1.4 体素模型 008
11. 2.1.5 凸多面体模型 008
12. 2.2 微分平坦下的四旋翼无人机动力学建模 009
13. 2.2.1 四旋翼无人机的非线性动力学模型 009
14. 2.2.2 四旋翼无人机的微分平坦变化 011
15. 2.3 考虑旋翼阻力的四旋翼无人机动力学建模 014
16. 2.3.1 旋翼阻力作用下的四旋翼无人机非线性模型 014
17. 2.3.2 旋翼阻力作用下的四旋翼无人机微分平坦线性变换 015
18. 参考文献 016
19. 第3章 四旋翼无人机定位 018
20. 3.1 基于GPS 的四旋翼无人机定位 019
21. 3.1.1 GPS 基本组成部分与定位原理 019
22. 3.1.2 四旋翼无人机的GPS 定位系统 019
23. 3.2 基于视觉的四旋翼无人机定位 020
24. 3.2.1 前端视觉里程计 020
25. 3.2.2 后端优化 035
26. 3.3 基于激光雷达的四旋翼无人机定位 036
27. 3.3.1 LOAM（lidar odometry and mapping）定位算法 037
28. 3.3.2 FAST-LIO 算法 039
29. 参考文献 041
30. 第4章 四旋翼无人机导航常用地图 044
31. 4.1 尺度地图 045
32. 4.1.1 点云地图 045
33. 4.1.2 栅格地图 046
34. 4.1.3 特征地图 050
35. 4.2 拓扑地图 053
36. 4.3 语义地图 054
37. 参考文献 055
38. 第5章 四旋翼无人机前端路径规划算法 056
39. 5.1 基于图搜索的前端路径规划方法 057
40. 5.1.1 图搜索基础知识 057
41. 5.1.2 经典图搜索类算法 057
42. 5.1.3 图搜索类算法改进 060
43. 5.2 基于采样的前端路径搜索方法 062
44. 5.2.1 采样搜索基础知识 062
45. 5.2.2 经典采样搜索类算法 062
46. 5.2.3 采样搜索类算法改进 065
47. 5.3 基于运动学模型的前端路径规划方法 068
48. 5.3.1 运动学模型基础知识 068
49. 5.3.2 经典基于运动学模型路径算法 068
50. 5.3.3 运动学模型搜索类算法改进 072
51. 参考文献
52. 展开全部