飛行體自動追蹤移動雲台之開發及研究

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姓名

蔡易軒(I-Hsuan Tsai) 查詢紙本館藏

畢業系所

光機電工程研究所

論文名稱

飛行體自動追蹤移動雲台之開發及研究

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摘要(中)

本論文目的為開發能自動追蹤具有定位資訊之飛行體的移動式雲台使用的姿態控制系統，使用3DPrint製成的雲台機構為姿態致動器，並整合重力計、地磁計、陀螺儀數據判定姿態。以GPS為基準，探測位於空中50至200公尺處的飛行體，並進行雲台對飛行體之指向。研究已開發完成系統之機構、驅動電路及控制軟體，並設計雲台追蹤性能測試實驗流程。

摘要(英)

The purpose of this paper is to develop the attitude control system to automatically track the flying object with the location-based information to use cradle head, the use of 3DPrint agency cradle head made the gesture of the actuator, and the integration of gravimetric, magnetic, gyroscope data determined attitude. GPS-reference probe located in the air flying object at 50-200 meters, and use the cradle head to point to the of the flying object . Research has completed the development of the institutional system, the drive circuit and control software, and cradle head tracking performance test design process.

關鍵字(中)

★ 雲台
★ 姿態控制
★ gps訊號
★ 卡門濾波器
★ 指向控制

關鍵字(英)

★ PTZ
★ Attitude Control
★ gps signal
★ kalman filter
★ Pointing Control

論文目次

論文摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
第一章緒論 1
1-1 研究目的與動機 1
1-2文獻回顧 3
1-3 研究構想 4
1-4 論文章節 5
第二章研究背景 6
2-1理論基礎 6
2-1-1座標定義 6
2-1-1-1橢球參考座標 6
2-1-1-2 地心參考座標 7
2-1-1-3 慣性參考座標 9
2-1-1-3 體座標 11
2-1-2姿態表示 12
2-1-2-1方向餘弦 12
2-1-2-2尤拉角 14
2-1-2-3四元數 15
2-1-2-3 Kalman Filter 19
2-1-3GPS訊號 25
2-2-1-1伺服機驅動 26
第三章系統設計 27
3-1系統需求及周邊環境 27
3-2功能方塊 29
3-2-1全系統 29
3-2-2姿態感測 30
3-2-2GPS指向向量量測 32
3-2-2主控模組 34
3-3狀態機械 36
3-3-1姿態感測次系統狀態與GPS向量計算狀態機械 36
3-4具體實現 37
3-4-1機構設計 37
3-4-2電路設計 40
第四章實驗設計 48
雲台追蹤性能測試實驗 48
1.固定雲台追蹤實驗器材配置 50
2.移動固定雲台追蹤實驗器材配置 58
第五章結論 64
參考文獻 65

參考文獻

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[2] Hennessey, C.,Autonomous control of a scale airplane, Simon Fraser University, 2000.
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[5] 王唯訓,自建學生衛星地面站開發及測試 (一) ,國立中央大學光機電工程研究所,2009
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[7] 王嘉,次軌道任務用立方衛星姿態控制系統開發, 國立中央大學光機電工程研究所,2014
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[9] 陳志明,王惠南,劉海穎,全角度歐拉角與四元數轉換研究,南京航空航天大學自動化學院,南京（210016）
[10] 彭國祐李守誠洪兆宇王振宇,六加速儀機制結合GPS導航應用,2005
[11] 江仁宏,立方衛星無線通訊系統開發,國立中央大學光機電工程研究所,2015
[12] 謝銘峰,GPS/DGPS與慣性導航系統之整合研究,國立交通大學,1995
[13] 鄭期元,整合 GNSS 與 INS 量測資訊的地平面運動軌跡估測,國立交通大學,2013

指導教授

江士標(Shyh-Biau Jiang)

審核日期

2016-7-15

推文