微型旋翼无人机自主飞行及应用

本书对微型旋翼无人机自主飞行及应用进行介绍，全书共6章，包括绪论、微型旋翼无人机自主定位方法、微型旋翼无人机自主飞行中的地图构建及目标检测方法、微型旋翼无人机在线轨迹规划方法、基于前沿的微型旋翼无人机自主探索和微型旋翼无人机协同探索方法等内容。本书可作为高等院校导航、制导与控制、飞行器信息及控制、智能无人系统科学与技术、飞行器设计相关专业高年级本科生、研究生的参考书，也可供相关领域的科研和工作人员阅读参考。

第1章绪论1
1.1研究背景和意义1
1.2微型旋翼无人机自主飞行技术发展现状3
1.2.1自主定位技术发展现状3
1.2.2地图构建技术发展现状6
1.2.3在线轨迹规划技术发展现状7
1.2.4自主与协同探索技术发展现状9
1.3本书的主要内容和特色11
第2章微型旋翼无人机自主定位方法14
2.1引言14
2.2视觉点线特征提取与匹配14
2.2.1预处理14
2.2.2点特征提取与匹配15
2.2.3线特征提取与匹配18
2.3视觉惯性融合定位方法21
2.3.1视觉惯性初始化21
2.3.2基于滑动窗口的后端优化32
2.3.3回环检测42
2.4试验45
2.4.1公开数据集试验45
2.4.2飞行试验49
2.5本章小结51
第3章微型旋翼无人机自主飞行中的地图构建及目标检测方法52
3.1引言52
3.2微型旋翼无人机自主飞行地图构建方法53
3.2.1传统的地图构建方法53
3.2.2基于优化的地图构建方法58
3.3基于建图的微型旋翼无人机自主飞行目标检测方法67
3.3.1门窗二维位置检测方法67
3.3.2DSPP-YOLO78
3.3.3基于Darknet的三维位置检测方法83
3.4本章小结88
第4章微型旋翼无人机在线轨迹规划方法89
4.1引言89
4.2基于搜索的微型旋翼无人机在线轨迹规划方法89
4.2.1问题描述89
4.2.2基于搜索的激进式在线轨迹规划改进方法90
4.2.3试验102
4.3本章小结109
第5章基于前沿的微型旋翼无人机自主探索110
5.1引言110
5.2基于飞行过程中环境信息增益的启发式自主探索方法111
5.2.1基于双层搜索的微型旋翼无人机自主探索前沿生成方法111
5.2.2基于环境信息增益的观测点选择方法116
5.2.3微型旋翼无人机自主探索轨迹规划方法119
5.2.4基于自主探索的偏航角规划方法133
5.2.5试验138
5.3基于高斯采样的微型旋翼无人机自主探索观测点生成和决策方法150
5.3.1问题描述150
5.3.2基于高斯采样的观测点生成方法151
5.3.3启发式观测点决策方法154
5.3.4试验158
5.4本章小结162
第6章微型旋翼无人机协同探索方法163
6.1引言163
6.2协同探索问题描述与基本框架163
6.2.1多微型旋翼无人机协同探索问题描述163
6.2.2多微型旋翼无人机协同探索基本框架164
6.3基于二进制八叉树的轻量级地图表征与融合方法166
6.3.1基于二进制八叉树的地图融合方法166
6.3.2试验对比168
6.4基于非对称旅行商问题的分布式任务分配方法169
6.5面向协同探索的集群轨迹规划方法172
6.6试验173
6.6.1数字试验173
6.6.2实机试验177
6.7本章小结181
参考文献182