基于力传感的系留无人机定位方法研究

在无GPS或弱GPS环境下,系留无人机通常采用激光雷达或视觉进行定位,由于受距离和光线的影响,无法实现精准定位。针对该问题,提出了一种基于力传感的系留无人机绳缆定位方法。系留无人机在室内飞行时,绳缆的状态可等效于悬链线,通过建立系留无人机悬链线模型,可有效估计无人机所处空间位置。使用基于力传感器的无人机、硅胶绳缆、绕线机搭建测试平台,绳缆定位数据与MarveImind的Indoor“GPS”标定无人机的位置做误差对比分析。实验结果表明:基于力传感的系留无人机定位方法,相较于Fotokite Pro无人机绳缆定位方法,定位精度提升了70.86%。该定位方法的提出,有利于系留无人机在无GPS环境下的稳定飞行。     

基于计算机图像识别与GPS的无人机导航系统设计

<正>本项目基于卡尔曼滤波与PID算法构建出无人机的自稳飞行算法。硬件平台是基于UP-CUP4412 ARM Cortex A9将稳定的无人机运行算法运行在linux操作系统下。以无人机为平台完成图像识别,语音识别,无线电能传输,航拍,对无人机进行GPS定位导航,本项目首次采用基于Matlab的图形处理算法,可以对无人机进行手势解锁,首次对无人机进行无线电能充电,彻底摆脱了以往的无人机解锁方式与无人机的电能续航问题,其中人性化的语音人机互动方案,使无人机的操作更加简单,稳定GPS电子地图匹配算法,可以定位出无人机在地球上的位置,精确的基于GPS的无人机定点程序,使无人机的飞行更加稳定。就算碰到有风的天气,无人机依然可以自行飞行到起始位置。     

基于LSTM-KF模型的无人机抗GPS欺骗方法

针对无人机 GPS 信号易受干扰、易欺骗的问题,提出一种结合深度学习和卡尔曼滤波的无人机抗GPS欺骗的检测方法,该方法通过使用长短期记忆网络从无人机飞行状态中预测得到无人机飞行的动力学模型,并利用卡尔曼滤波结合动力学模型进行动态调整来识别GPS欺骗,从而达到抵御GPS欺骗信号干扰的目的,同时该方法无须增加接收器的硬件开销,且易于实现。实验结果证明,相比同类方法,该方法对于识别GPS信号具有更高的准确率和更低的误报率,可有效增强无人机抗GPS欺骗干扰的能力。     

小型无人机数据链与自主飞控系统设计

介绍了小型无人机的组成与总体结构．研究了无人机自主飞行控制系统、数据链、起飞和着陆系统设计方案，采用嵌入式系统和GPS实现了无人机的自主飞行控制和目标自动搜索与识别。     

基于单机星链DGPS的无人机自主导航方法

为了有效提高无人机的定位导航精度,更好地发挥无人机的性能,需要开辟无人机导航新的应用领域,采用新技术体制对无人机进行高精度定位导航;在分析常规无人机差分GPS导航原理及其应用局限性的基础上,应用广域增强差分GPS思想提出了基于单机星链差分GPS定位技术的无人机自主导航方法,设计了系统结构模型,讨论了系统可靠运行的技术保证措施;飞行试验表明,这种方法可以满足无人机不同应用背景下的高精度定位导航需求,同时具有简单、经济及可靠的优点。     

一种小型无人机高度定位方法的研究与实现

简要介绍了小型无人机总体架构与自主飞行策略,在此基础上重点阐述了无人机高度测量与控制的硬件设计与软件算法实现.通过一种数据融合算法将GPS、声纳与气压计组成的多传感器高度测量数据处理后融合到GPS/INS组合导航系统中实现无人机的精确姿态控制与轨迹跟踪.实际飞行数据表明,飞控系统的硬件设计与软件算法实现配合良好,能达到预期的飞行效果.     

多单片机通信的无人机飞行安控器设计

介绍无人机飞行安控器的工作原理和设计实现.以AT89C52单片机为核心处理器,辅以2片AT89C4051单片机,通过并行通信方式扩展其串行口,使其可以装订安控区域数据并且接收GPS或者仿真GPS数据信息,并将GPS数据信息及解算后的结果实时下传,通过科学的安控算法和策略,控制无人机在失控的情况下坠毁在安控线附近.实际应用表明,无人机飞行安控器的设计是有效和可靠的.     

无人机自主巡检系统的关键技术研究

无人机（UAV）将成为未来电力巡检的主要工具,目前其飞行路径主要根据GPS进行设计。GPS定位精度低,部分区域GPS信号弱,是阻碍无人机电力巡检广泛应用的主要瓶颈。针对复杂环境下的输电线路态势感知,提出一种基于单目视觉的无人机自主巡检系统,实现脱离GPS的自主导航。该系统采用基于深度学习的目标识别检测算法,利用单目视觉的投影变换对尺度已知的待检测目标进行三维定位,然后通过基于大疆SDK开发的飞控程序调整无人机的飞行姿态并自主导航,实现无人机实时巡检。实验结果表明,距离目标物10?m时,该系统在世界坐标系[X、][Y、][Z]三个方向的定位误差分别为0.31 m、0.06 m、0.24 m,处理速度0.76 frame/s,准确性和可行性得到了验证。     

基于无线信号接收强度定位的无人机群避碰

碰撞避免算法对无人机群的安全飞行极其重要。当无人机无法获得准确的定位信息,特别是其全球定位系统(GPS)信号失效时,更需要准确高效的碰撞躲避和控制算法。利用无人机的无线射频信号,根据信号强度估算无人机间的距离和飞行信息,计算碰撞概率,采用正交规则修改预设的飞行路线,提出完整的无人机碰撞避免系统方法。理论分析和实验测试结果证实了此避碰策略的有效性,从而使无人机获得安全的飞行路线。     

基于GPS/INS的无人机物流配送路径识别与控制

当前无人机物流配送路径识别方法识别精准度差,控制效果难以达到人们满意的效果。为了解决上述问题,基于GPS/INS技术研究了一种新的无人机物流配送路径识别与控制方法,对无人机物流配送轨迹进行识别,分别识别了无人机横滚运动轨迹、航向运动轨迹和俯仰运动轨迹,基于GPS/INS技术设计了无人机物流配送导航控制方法,给出了导航控制程序。实验结果表明,基于GPS/INS的无人机物流配送路径识别与控制方法能够有效提高UAV速度与加速度,增强识别精度,无人机飞行高度的控制精准度相比较于传统方法提高了11.25%。     

应用差分GPS实现小麦精播机器人定位

应用差分GPS（Global Positioning System,全球定位系统）进行小麦精播机器人的定位,结合NI公司研发的Lab—view图形化编程软件开发了小麦精播机器人定位系统。首先分析了相对定位和绝对定位各种方法的优缺点;然后介绍了小麦精播机器人定位系统具体的工作流程,详细叙述了GPS数据的接收和提取、经纬度...     

自动化集装箱码头GPS接收机设计

针对集装箱码头堆场生产自动化、可视化管理的特点,研制一款兼容GNSS接收机板卡OEMV1和OEMV2,并具有高精度、高可靠性的GPS接收机;它由OEMV系列板卡、开发板及I/O板组成,具有2个RS232串口.主要实现卫星定位信息的接收并与终端设备的即时通讯功能,单点定位精度<10m、差分定位精度<1m,数据更新率可达20Hz.具有高抗干扰能力和定位信息实时传送能力,具有操作灵活、重量轻、体积小等特点,从而使该款GPS接收机可广泛用于码头、航空、车辆鉴定等对安装空间限制较多的场合.     

GPS定位与地图匹配方法研究

由于标准定位服务(SPS)的固有误差和市区环境的共同影响,使得GPS的导航精度难于满足车辆导航的需求.另外,从GPS获得的是参心大地坐标系的大地纬度和大地经度,而在大多数实际应用中,采用的国家坐标系或城市地方坐标系都不相同,因此有必要进行坐标变换.本文介绍了GPS定位原理、GPS所使用的WGS-84坐标系、我国常用的坐标系、高斯投影,采用最短距离法进行地图匹配,通过实验证明该算法能够实现GPS定位与道路实时、可靠的匹配.     

基于非线性卡尔曼平滑的GPS定位估计方法

在GPS单机定位中,通常采用卡尔曼滤波作为位置状态解算的方法.文中提出一种将非线性平滑技术用于GPS定位估计的方法,该方法可用于单机GPS接收机的定位解算,在非线性滤波的基础上进一步提高定位精度.提出一种随接收卫星数量而实时改变测量参数的动态测量模型,根据GPS的伪距、多普勒频移和导航信息等原始数据进行定位模型的解析,运用新型的平淡卡尔曼平滑算法求解该动态模型.GPS定位实验结果表明,与通用的最小二乘迭代法和非线性滤波等方法获得的结果相比,所提出的方法能获得更高的定位精度.     

卫星定位接收机高精度伪码跟踪的设计与实现

在卫星定位接收机中,伪码跟踪的精度直接影响定位精度。介绍了延迟锁相环及其数学模型。在对比分析等量采样和非等量采样条件下延迟锁相环跟踪精度的基础上,提出了采用非等量采样延迟锁相环的伪码跟踪数字实现方案。该方案复杂度低,易于实现。实验结果表明该方案对码速率为10.23 MHz的伪码跟踪精度可达1 ns,实现了伪码的精确同步。该设计已应用于卫星定位接收机的研制开发中。     

利用GPS对计算机实现精确授时

阐述了如何利用GPS对单个计算机进行精确授时。系统利用软件，从GPS接收器获取UTC时间码和秒定时信息，并对计算机时钟进行校准。该系统具有投资省、精度高、用途广等特点，取得了满意的效果。     

基于视觉的地理定位中PnP算法的精度评估方法

近年来,基于地理位置服务的需求的飞速增长催生了定位技术的发展。基于视觉的方法利用多幅图像的拍摄参数关系能够恢复较精确的相机位姿,但目前并没有统一的评估方法对其性能进行定量评价。现今主流的相机位姿精度评估方法是与GPS进行比较,由于照片自带的GPS标签存在噪声,且不同坐标系之间的转换存在误差,将照片标签中的GPS作为真实值评估恢复的相机位姿精度不够客观。通过计算得到的位姿来建立参考平面,将PnP算法得到的相机位姿通过相同方法投影至参考平面进行评估,该精度评估方法客观可行。     

基于DSP的IMU/GPS数据融合算法实现

提出了基于DSP的IMU/GPS数据融合算法的实现方案;鉴于GPS数据稳定性高、误差不随时间积累和IMU数据更新率快、在短时间内精度高的特点,采用强跟踪卡尔曼滤波算法对二者的数据进行融合处理,并且在DSP上将其实现,获取精度更高、稳定性更好的导航参数;给出了详细的设计步骤,进行了大量的静态和动态试验,并且对实验数据进行了分析与对比;结果表明,该实现方案可以获取可实用的导航参数。     

通用GPS授时同步监控系统的设计与实现

基于GPS授时以其精度高、受干扰小、实时等优点和诸多应用领域对时间同步的高精确度要求,重点研究了全球定位系统的授时原理、方法和实现机制,并以城灯、电力、通信、航运等应用领域时间自动监控系统开发为背景,设计实现了一个完整的基于GPS授时同步授时监控系统.该系统的设计思想、实现技术和方法具有广泛的应用价值和很好的借鉴作用.     

小型无人直升机着陆高度单目视觉测量方法

针对小型无人直升机自主降落过程中姿态发生变化和非差分GPS高程精度不高的情况,研究了一种基于单目视觉的小型无人直升机离地高度测量方法,用于提高自主降落的品质。在机体姿态角已知的情况下,识别提取降落图标中相互平行的特征直线段,并根据机载摄像头投影模型,实时求解机体降落过程中的离地高度。在测量系统上进行了实体实验,验证了所提出的方法,实验结果表明:该方法特征识别率高,在机体平面与地面存在倾角时,输出结果的实时性与准确性亦均能满足小型无人直升机自主降落要求。