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多旋翼无人机 · 导航算法
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📘 位置控制与导航
30章
01
坐标系
无人机坐标系与运动学基础
地球坐标系
机体坐标系
欧拉角与四元数
旋转矩阵推导
02
动力学
无人机动力学建模
牛顿-欧拉方程
刚体动力学
螺旋桨推力/力矩
空气阻力
03
控制基础
位置控制基础
PID控制原理
串级PID
位置环/速度环
调参方法论
04
姿态
姿态控制算法
互补滤波
Mahony滤波
姿态PID
前馈/抗饱和
05
轨迹
轨迹生成与规划
多项式轨迹
最小加加速度
贝塞尔曲线
时间参数化
06
全局路径
全局路径规划
A*算法
Dijkstra
栅格地图
启发式函数
07
局部路径
局部路径规划
动态窗口DWA
时间弹性带TEB
人工势场法
速度障碍法
08
状态估计
状态估计与传感器融合
卡尔曼滤波KF
扩展卡尔曼EKF
无迹卡尔曼UKF
粒子滤波
09
GPS/INS
GPS与惯性导航融合
松/紧耦合
RTK定位
惯性导航误差
组合导航
10
视觉SLAM
视觉里程计与SLAM
ORB-SLAM
LSD-SLAM
直接法
VIO
11
激光SLAM
激光雷达SLAM
ICP算法
NDT配准
Cartographer
回环检测
12
多传感器
多传感器融合框架
ESKF
因子图优化
基于优化估计
融合架构
13
编队
无人机编队控制
领航-跟随法
虚拟结构法
一致性理论
编队保持
14
安全
避障与安全飞行
障碍物检测
安全走廊
紧急降落
地理围栏
15
任务规划
任务规划与调度
多目标任务分配
TSP
VRP
时间窗约束
16
强化学习
强化学习在无人机控制中的应用
DQN
DDPG
PPO
AirSim/Gym
17
MPC
模型预测控制(MPC)
MPC原理
线性MPC
非线性MPC
轨迹跟踪
18
鲁棒/自适应
鲁棒控制与自适应控制
H∞控制
滑模控制
MRAC
L1自适应
19
通信
无人机通信与协同
MAVLink
ROS通信
分布式控制
一致性算法
20
嵌入式
实时操作系统与嵌入式实现
FreeRTOS
PX4/ArduPilot
传感器驱动
任务调度
21
仿真
仿真环境搭建
Gazebo
AirSim
HIL仿真
SITL仿真
22
硬件
无人机硬件选型与设计
飞控板Pixhawk/STM32
电机螺旋桨
电池选型
传感器
23
飞行模式
飞行模式与状态机设计
手动/增稳
悬停/自主
紧急模式切换
状态机
24
容错
故障检测与容错控制
传感器故障
执行器故障
控制重构
安全降落
25
视觉跟踪
无人机视觉目标跟踪
YOLO检测
KCF/DeepSORT
视觉伺服
目标跟踪
26
自主着陆
无人机自主着陆
视觉引导着陆
RTK精准着陆
移动平台着陆
着落点检测
27
路径跟踪
无人机路径跟踪控制
纯追踪算法
Stanley
LQR路径跟踪
非线性制导律
28
风场
风场扰动下的控制
风场建模
扰动观测器
风补偿控制
阵风抑制
29
集群
无人机集群智能
蚁群/粒子群
分布式任务分配
自组织网络
群体智能
30
集成测试
无人机系统集成与测试
系统架构
软件在环测试
硬件在环测试
实际飞行测试