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基于磁场传感线圈的昆虫飞行跟踪测量系统
中文名称: 基于磁场传感线圈的昆虫飞行跟踪测量系统
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论文编号: 3116759收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: An Insect Flight Tracking and Measurement System Based on Magnetic Sensor Coils
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 光学工程
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 昆虫飞行 磁场传感线圈 混合跟踪 身体姿态 扇翅角
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文摘要: 昆虫运动机理仿生研究有望为微型飞行器(MAV)的设计提供新的思路和理论指导,而自由飞行昆虫的运动参数测量对于这项研究有着至关重要的意(略)动参数的测量研究中,昆虫的飞行范围和飞行观测细节之间的矛盾成为该领域进一步(略)对自由飞行的昆虫进行跟踪测量是解决这一矛盾的根本之策.本论文提出一种基于磁场传感线圈的开环混合跟踪测量系统,它不但可以获取高分辨率的飞行细节图像,使高速摄像机跟踪拍摄昆虫的自由飞行成为可能,还能方便快捷地测量出昆虫飞行时的身体轨迹和姿态. 这种混合跟踪测量系统主要由磁场传感线圈测量(略)踪系统两部分组成.在磁场传感线圈测量系统中,通有电流的铜导线在立方框内产生独特分布的交变磁场,昆虫身体上背负着微型传感线圈在立方框内飞行,传感线圈对交变磁场的感应电压经过弱信号处理电路的处理以及一系列算法的运算,得出昆虫身体的位置(略)像跟踪系统中,计算机根据昆虫身体位置计算出控制信号的大小,通过伺服控制电路驱动一个二维转镜产生转动,CCD摄像机通过二维转镜跟踪拍摄到昆虫飞行的图像.该系统不需要从图(略),使摄像机可以自由地进行拍摄.它还具有开环跟踪的特性,目标即使...
The bionic study of in(omitted)t is expected to provide new ideas for the design of micro air vehicle (MAV). Measuring the parameters of a free flying insect is very import(omitted)s research. However the conflict (omitted)e insect flight range and the observing resolution becomes a bottleneck for the further development of insect flight parameter measurement. Tracking methods ar(omitted)l to solve(omitted)lem. In this thesis, an open-loop hybrid tracking and measurement system based on magnetic s...
目录:
摘要第4-5页
Abstract第5-6页
第1章 引言第11-24页
  ·课题背景和研究意义第11-12页
  ·国内外研究现状第12-22页
    ·昆虫运动机理的研究第12-13页
    ·昆虫运动参数的测量第13-20页
      ·对固定扇翅昆虫的测量第14-15页
      ·对自由飞行昆虫的引导抓拍测量第15-17页
      ·对自由飞行昆虫的跟踪测量第17-20页
    ·其它跟踪测量方法第20-22页
      ·光学跟踪方法第20页
      ·无线电跟踪方法第20-21页
      ·惯性跟踪方法第21-22页
  ·课题的提出和论文的内容安排第22-24页
    ·课题的提出和研究内容第22-23页
    ·论文安排第23-24页
第2章 混合跟踪系统的工作原理第24-35页
  ·图像跟踪系统和混合跟踪系统简介第24-25页
    ·图像跟踪系统存在的问题第24页
    ·从图像跟踪系统到混合跟踪系统第24-25页
  ·混合跟踪系统的工作原理第25-33页
    ·磁场传感线圈测量系统第26-29页
    ·图像跟踪系统第29-32页
    ·磁场测量系统和图像跟踪系统之间的关系第32-33页
  ·系统实现的难点及关键技术第33-34页
    ·难点一:磁场传感线圈的制作第33页
    ·难点二:微弱信号的处理第33页
    ·难点三:标定方法和信号处理算法第33页
    ·难点四:开环控制和控制延时第33-34页
  本章小结第34-35页
第3章 基于磁场传感线圈的位置及姿态测量系统第35-66页
  ·磁场传感线圈测量系统的工作原理第35-40页
    ·符号约定第35页
    ·线圈对磁场的响应第35-36页
    ·传感线圈姿态的确定方法第36-39页
    ·传感线圈位置的确定方法第39-40页
  ·空间磁场的产生第40-43页
  ·传感线圈的制作第43-44页
  ·多通道微弱信号处理电路第44-51页
    ·锁定放大器原理第44-45页
    ·多通道信号处理电路第45-50页
    ·接地屏蔽措施第50-51页
  ·信号的采集和测量系统的标定第51-55页
    ·信号同步采集控制第51-52页
    ·磁场传感线圈测量系统的标定第52-55页
      ·磁场分布的标定第52-54页
      ·线圈响应系数的标定第54页
      ·线圈之间角度关系的标定第54-55页
  ·传感线圈姿态及位置计算方法第55-61页
    ·网格搜索算法第56-58页
    ·磁场分布拟合算法第58-61页
  ·实验结果和误差分析第61-65页
    ·传感线圈的位置测量第61-62页
    ·两种算法在小范围内的测量结果比较第62-63页
    ·传感线圈的姿态测量第63-65页
    ·误差分析第65页
  本章小结第65-66页
第4章 图像跟踪系统第66-79页
  ·图像跟踪系统的原理第66-67页
  ·伺服控制电路第67-70页
    ·PID 校正电路第67-68页
    ·反馈信号调理电路第68-69页
    ·PWM 电机驱动电路第69-70页
    ·伺服控制电路的调试第70页
  ·光电编码器信号处理电路第70-73页
    ·光电编码器信号处理电路的原理第70-71页
    ·光电编码器转角测量电路第71-72页
    ·光电编码器转速测量电路第72-73页
  ·图像跟踪系统的标定第73-74页
  ·预测滤波方法第74-75页
  ·跟踪实验及误差分析第75-78页
    ·跟踪实验第75-78页
    ·误差分析第78页
  本章小结第78-79页
第5章 昆虫飞行的跟踪测量实验第79-95页
  ·引言第79页
  ·昆虫飞行的跟踪测量第79-89页
    ·实验参数第79-81页
      ·传感线圈第79-80页
      ·摄像机第80页
      ·坐标系及昆虫姿态的定义第80-81页
      ·实验昆虫第81页
    ·熊蜂飞行的跟踪测量第81-88页
      ·悬停第82-84页
      ·直飞第84-86页
      ·拐弯第86-88页
    ·讨论第88-89页
  ·扇翅角和扭转角的测量第89-94页
    ·实验参数和测量原理第89-91页
      ·用于测量扇翅角和扭转角的小线圈第89页
      ·测量原理第89-90页
      ·小线圈的粘接第90页
      ·扇翅角和扭转角的定义第90-91页
    ·测量结果第91-93页
    ·讨论第93-94页
  本章小结第94-95页
第6章 总结与展望第95-97页
  ·论文工作总结第95-96页
  ·展望第96-97页
参考文献第97-102页
致谢第102-103页
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果第103页
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