多旋翼無人機系統：理論、算例和硬件實驗 Multi-Rotor Platform Based Uav Systems

Franck Cazaurang， Kelly Cohen ，Manish Kumar 李德棟//李鵬

多旋翼無人機系統：理論、算例和硬件實驗

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商品描述

本書為相關專業本科高年級學生、研究生和在政府機構或無人機行業從事研發工作的工程師提供了一個極好的體驗式學習、能力增強和經驗積累的技術參考指南。本書主要介紹垂直起降多旋翼無人直升機平台、無人機系統架構和與國家空域飛行融合的內容，包括無人機分類和相關飛行任務、監管和安全、認證和空中交通管理、綜合飛行任務規劃（包括自主容錯路徑規劃和基於視覺的自動著陸系統）、飛行力學和穩定性，動態建模與飛行控制器開發。另外，還包括感知、探測和規避系統、飛行測試，包括安全評估檢驗和數據採集遙測、同步數據融合、已識別目標的地理定位等內容。

作者簡介

Franck Cazaurang
法國波爾多大學控制工程學教授、科學與技術學院教授和IMA主任。
他曾是加拿大蒙特利爾高等技術學院的客座教授，
並且是法國AETOS無人機系統集群式水上服務WG工作組的聯合負責人。

 

Kelly Cohen
 美國辛辛那提大學航空航天工程與工程力學教授、
航空航天工程系臨時主任及Brian H.Rowe講席教授，
同時他也是“無人機和智能係統”機構的顧問。


Manish Kumar
協作分佈式系統（CDS）實驗室主任，並共同領導著UAV MASTER實驗室。
他同時也是美國辛辛那提大學機械與材料工程系的教授，
研究領域包括無人機、機器人技術以及復雜系統中的決策與控制。

目錄大綱

譯者序
前言：無人機與垂直起降多旋翼無人機平台
第1章 無人機與國家空域：無人機分類及相關任務、法規和安全、認證以及空中交通管理
1.1無人機融入空域面臨的挑戰
1.1.1術語定義
1.1.2無人機系統的任務
1.1.3空中交通管理準則及對無人機系統的影響
1.1.4無人機系統融入空域
1.2主要參與方
1.2.1國際民航組織
1.2.2無人系統規則制定聯合體
1.2.3歐洲航空安全局
1.3法國規定
1.4通信問題
1.5UTM/U-sace的後續步驟
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劃
第2章 無人機分類和任務規劃
2.1無人機系統分類、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
2.2旋翼無人機系統的運用特點
2.3基於多旋翼平台的無人機系統民用案例
2.3.1航空攝影
2.3.2農業
2.3.3雪崩防護
2.3.4施工和輔助作業
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工業現場勘察
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 無人機系統工程
3.1系統工程原理簡介
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 基於流體動力學方程的大規模無人機路徑規劃
4.1無人機及應用上的挑戰
4.2路徑規劃和流體模擬
4.2.1運動規劃與控制
4.2.2路徑規劃和控制問題
4.2.3路徑規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求解細節和流程
4.7數值計算
4.8結論
4.9參考文獻
第5章 遺傳模糊系統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 基於故障診斷和容錯控制的路徑規劃
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基於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 基於LQR控制器的四旋翼無人機系統動力學辨識和基於頻率掃描的模型驗證
7.1配置
7.2規定和假設
7.3狀態空間表示
7.4時程數據收集
7.5CIFER概述
7.5.1非參數化模型辨識
7.5.2參數化模型辨識
7.6開環系統辨識
7.6.1升沈軸
7.6.2方向軸
7.6.3橫縱軸
7.7系統模型驗證
7.8LQR控制器優化
7.9參考文獻
第8章 GS拒止環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 增材製造類小型無人機的設計、製作和飛行測試
10.1什麼是3D打印
10.2初步設計應考慮的因素
10.3使用增材製造的動機
10.4使用增材製造的設計
10.4.1Veser
10.4.2HEAV
10.5特殊材料
10.6參考文獻
第11章 遺傳模糊系統在無人機複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

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