多无人机联合三维定位中的目标优化识别

在进行多无人机定位中的目标优化识别时,由于目标高度离散性大,目标距离特征具有较大的随机性,导致传统的采用时空MUSIC算法的多无人机联合三维定位中的目标优化识别方法,无法依据稳定的距离矩阵特征,获取目标高度或俯仰信息,无法准确识别目标,提出一种基于ML的多无人机联合三维定位中的目标优化识别方法,利用多无人机联合三维定位目标动态模型,依据回波数据随时获取目标的径向距离、方位角以及多普勒信息,对多无人机联合三维定位中的目标位置进行最大似然估计,实现目标的准确优化识别。仿真结果表明,所提方法具有很高的精度及有效性。     

四旋翼无人机自主移动降落方法研究

近年来,四旋翼无人机在自主完成各种复杂任务中扮演着愈发重要的角色。移动降落技术是无人机智能处理系统的关键技术,包含3个环节:目标检测、目标跟踪、位置预估及降落。提出了一种基于Apriltags的跟踪降落算法,提升了识别性能,通过Kalman滤波及拟合函数等方法预估运动目标轨迹,采用PID算法控制无人机稳定飞行、快速响应,实现了无人机对移动目标的智能识别、稳定跟踪及移动降落。     

基于模糊神经网络的运动目标智能分配定位算法

为解决特殊应用场景下智能视频监控系统存在的监测范围有限、监控资源分配不合理、运动目标发现不及时等问题,利用雷达探测电磁波穿透能力强、搜索范围大、不受特殊气候及光学条件影响的特点,结合无人机和自动导航小车的灵活性和机动性,提出了一种雷达指引的综合联动视频监控方法,并在此基础上研究了一种基于大地坐标的统一坐标定位体系以及使用粒子群优化算法进行优化的基于模糊神经网络的运动目标智能分配定位算法.该算法根据雷达探测信号可自动计算出每台摄像机在水平、垂直和变焦3个维度上的控制参数,结合联动控制系统实现运动目标的实时定位和追踪.通过对某文物保护现场的实地测试,大地坐标定位体系的目标定位精度达到了99.84％,基于模糊神经网络的运动目标智能分配算法的准确率达到了95％,能够实现目标的精准定位和监控资源的智能分配,具有较高的实际应用价值.     

基于PID算法的输电线路无人机巡检路径智能自动规划技术

为降低定位误差，规避复杂环境造成的巡检风险，研究基于PID算法的输电线路无人机巡检路径智能自动规划技术。采用RTK定位技术，采集了输电线路无人机巡检标志点位置信息，利用路径生成方法，模拟无人机从起始点到目标点的最优几何路径，创建无人机高度和姿态直接受PID参数控制的动力学模型，运用基于PID算法的路径规划跟踪控制器，控制无人机按照最优路径飞行到目标点，实现了输电线路无人机巡检路径智能自动规划。实验结果表明：待巡检标志点定位误差始终低于0.25×10^-4;该技术规划的输电线路无人机巡检路径较短，能有效规避复杂环境造成的巡检风险。     

智能电动执行器变频调速系统的研究

智能电动执行器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置,文中将开关磁阻电机(SRM)步进传动的动态定位技术应用于智能电动执行器的变频调速系统中.简要介绍了基于SRM的智能电动执行器调速系统的硬件组成,重点阐述了系统的软件实现,以CCS3.1为开发平台进行模块化设计,对SRM转子位置和电流进行实时检测,在转速和电流方面都能很好地跟随给定.该设计方案现已成功应用于智能电动执行器并取得了良好的控制效果,具有一定的实用价值.     

基于WIFI指纹的无人机室内定位策略

针对无人机室内定位问题,提出一种WIFI指纹定位与多传感器融合的定位方法.分析三维空间的WIFI指纹定位方法应用于无人机定位的难点,利用超声波传感器测量的无人机高度信息将定位匹配范围缩减至邻近的两个层面,提升WIFI定位的速度;设计卡尔曼滤波器,将WIFI定位结果作为卡尔曼滤波器预测阶段的输入,通过融合惯性传感器信息得到更准确的无人机位置估计,采用数据拟合的方法对定位结果进一步优化.仿真结果表明,该定位方法可实现无人机室内定位,有良好的定位速度和精度.     

基于单片机的新型电动栏杆设计

开发了一种基于单片机的电动栏杆控制系统,整个控制系统采用AT89S52单片机作为控制核心;上升和下降到位位置检测用霍尔传感器开关完成;下降过程中栏杆下有人和车用光电传感器检测。智能数字钟用单片机控制数字钟芯片DS1302实现。栏杆升降减速直流电动机用L298驱动。具有响应速度快,抗干扰能力强,体积小的优点。     

无人机机载雷达作业的航线控制优化研究

对无人机机载雷达作业的航线控制优化方案进行了研究，以山地多旋翼无人机作业航线的精准控制方法为例，设计了山地无人机作业整体流程。首先，设计了由测绘环节、三维航线生成模块、及山地航线控制环节组成的山地无人机作业整体流程；然后对关键环节即山地航线控制进行研究与设计，其中，基于拓展卡尔曼滤波高度融合位置估计采用RTK定位技术来获取无人机的GPS坐标数据，然后通过数据融合实现无人机位置估计；实时山地航线控制主要由内环模糊自整定PID参数控制器来实现对山地无人机作业的航线控制；最后，分别对关键环节的方法以及整体山地无人机作业航线机控制精度进行测试。测试结果表明：设计了高度位置估计与实时山地航线位置控制方法能够满足优化的需要，且上升航点与下降航点的平均误差相比于传统PID控制器产生的误差分别降低了0.6 m与0.2 m以上，大大提高了山地无人机作业航线的精准度。     

融合手机和无人机多传感参数的运动目标跟踪方法

针对基于图像的无人机运动跟踪方法存在因图像退化带来的错检和漏检问题,提出一种基于手机和无人机多传感器数据融合的运动目标跟踪方法。将手机IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量单元)数据与无人机的IMU和图像数据作为扩展卡尔曼滤波的输入,其中IMU数据用于滤波器的状态估计,并通过将ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)方法得到的运动目标图像坐标作为卡尔曼滤波的测量更新部分,再将扩展卡尔曼滤波之后的数据用于校正状态估计,进一步提高无人机运动目标跟踪的准确性。设计实验通过实测数据集来模拟无人机跟踪场景,验证该方法的可行性。实验表明,采用多传感器数据融合的无人机运动目标跟踪方法能够达到0.67m的定位误差,相比于基于图像的方法的精度高,验证了该方法的有效性。     

基于STM32的多功能自动平衡轮椅设计

随着我国人口老龄化不断加剧,市场对电动轮椅乃至智能轮椅的需求逐渐增加.本设计基于STM32单片机,实现了轮椅座椅平面在一定范围内自动平衡的功能.本设计还集成了其他诸多实用功能,包括定位信息收发、人体生理信息监控、摇杆控制、轮椅制动、超声波障碍物检测等物联网功能,并开发了供亲属使用的微信小程序.系统通过数字运动处理器进行...     

基于红外传感的可自动升降新型座椅设计

本文提出了一种基于红外传感技术的可自动升降座椅设计,该座椅主要由控制模块、信号检测与处理单元、红外传感模块、升降模块等操作,其中,控制模块由控制微处理器、电机驱动模块、电源模块、按钮组成。座椅主要通过红外传感与信号检测技术,根据红外对管反馈的数据,采集坐在座椅上的用户的身高信息,实现座椅能根据用户的身高自动进行座椅坐垫的升降调节的功能。     

残障人生活起居床控制系统的设计

采用模块化设计方法,设计了一个基于C8051F040的控制系统;操作器、上位机与控制器之问均通过CAN总线通信,具有很强的移植性和实时性.控制器主要实现5组电动推杆的控制,其中2组电动推杆能实现调速功能,其余3组电动推杆通过继电器控制;实现了起背、小腿弯曲、大腿弯曲、坐姿、整体倾斜和整体升降等功能,具有硬件和软件互锁功能.为了控制床体的整体升降能够在极限位置锁定,分别在床的两侧加了限位传感器.经过实际运行表明,各动作正向运动时间在7.7～32.2s之间,反向运动时间在7.4～24.1s之间;床体在运动过程中具有很好的稳定性和平滑性,满足了控制要求.     

基于多STM32和CAN总线的分布式控制电动护理床设计

针对传统的电动护理床控制方式单一、信号走线复杂、干扰严重、系统稳定性差的问题,提出分布式控制思路。基于STM32为主控芯片的各个控制单元,分别实现运动控制、检测控制、命令输入、终端集中显示和控制功能,并通过CAN总线进行通信,构成分布式控制系统。详细介绍了各个控制单元的实现原理、硬件设计方案和软件设计流程。系统完整实现了床体动作,包括升降、倾斜和伸缩;床体姿态识别,包括倾斜角度计算和护栏位置识别;床体状态和数据同步显示;控制命令输入功能。经实验测试和实践应用表明,系统性能稳定、动作响应迅速,符合设计规范,能够满足实际应用需求。同时也验证了CAN总线在电动护理床控制系统中应用的先进性。     

汽车电动座椅自动控制系统的研制

一种汽车电动座椅自动控制系统的设计方法。系统以C8051F311单片机为核心,通过控制直流电动机,经蜗轮蜗杆传动机构牵引座椅移动,使汽车座椅具有自动测量极限位置、手动调节、位置记忆以及自动恢复功能。该系统使汽车座椅便于安装,位置调节方便、快捷。     

多观测器轨迹优化仿真研究

研究优化机载雷达组网系统的跟踪性能问题,在机载雷达组网中,多观测器与目标间的相对几何关系对定位跟踪精度有影响.可通过改变观测载体的飞行速度和航向角,控制其沿最优轨迹运动有效提高观测器的估计性能.为了对多站时差无源定位准确跟踪问题提出遗传算法对机载多观测器轨迹进行优化.推导出目标优化函数的表达式,采用遗传的轨迹优化算法,求解每一采样时刻使得目标函数最小的观测器位置,并在最佳位置对目标进行量测.可将轨迹优化加入运动目标被动跟踪过程构成闭环,通过估计和优化相结合的方法仿真实现观测器自适应运动下的运动目标被动跟踪.通过结果比较证明,算法可以有效提高对运动目标的跟踪精度.     

复杂场景下深度表示的无人机目标检测算法

复杂地物背景下的无人机检测是“低小慢”目标检测任务中的难点问题。针对环境物体的扰动、无人机目标小而导致无人机目标检测算法准确率低,提出一种基于深度表示的复杂场景无人机目标检测方法。针对无人机目标位置检测不准确的问题,采用广义交并比度量目标真实位置与候选目标位置的偏差。针对正负样本不均衡和易分样本多而导致的学习效果差的问题,通过焦点损失的调制系数,降低负样本和易分样本的损失贡献。调整位置损失与类别损失的权重,提升位置准确性。为了验证性能,建立了一个无人机数据集。实验表明该算法在无人机数据上比YOLOv3提升了20.04%,在PASCAL VOC上比SSD和Retinanet的检测精度提升巨大。     

基于协同无人机的感兴趣目标定位

通过无人机拍摄的光学图像求解地面感兴趣目标坐标,被广泛的应用于相关的军事以及商用民用领域。该方法的缺点是使用单架无人机时定位精度不稳定,效率也低。针对这些问题,设计了一种基于协同无人机的感兴趣目标定位系统。通过三架无人机同时观测同一地面感兴趣目标,在对目标定位的过程中,根据透视投影原理,结合无人机获取的姿态数据,通过主机数据处理系统实现机载在线实时定位。为了提高目标定位的精度,提出一种基于内三角形质心算法的协同目标定位方法。采用蒙特卡洛方法进行仿真实验,换算空间定位误差为26.6米,通过数值模拟和飞行实验验证结果表明与传统单机目标定位系统相比,协同无人机感兴趣目标定位系统可以有效利用更多的观测信息,在有效提高目标定位效率的基础上具有更高的交会精度。     

基于MapX开发的无人机导航系统

使用MapX在无人机导航系统中添加能够处理矢量地图数据的地理信息模块,可以显著地提升系统的性能;文章对如何在矢量地图下进行无人机导航与任务规划进行了研究,完成对地理信息系统中矢量地图的基本控制和操作,并在地理信息图上进行航线的设定与修改;另外,针对二维矢量地图无法对无人机进行三维空间定位的问题,文章通过在无人机导航系统中添加高度位置显示模块,用二维平面地图与高度图相结合的方式来实现对无人机位置的三维定位;通过在无人机仿真实验系统中的使用,证明了该系统能高效、直观地对无人机飞行进行监视与控制。     

LabSView平台下电动起吊推车控制系统设计

针对当前电动起吊推车控制方法,采用模糊人工控制准确定位和智能控制性不好的问题,在LabSView平台下进行电动起吊推车控制系统优化设计,提出基于多线程串口非线性严格反馈的电动起吊推车控制系统设计方法。控制系统分为硬件设计和软件设计两大部分,系统总体构架分为数据采集模块、控制陀螺仪模块、执行器模块、上位机通信模块和人机交互模块等,根据模糊PID控制律进行电动起吊推车控制算法设计,以ADSP-BF537作为主控芯片进行控制器硬件设计,在LabSView平台下进行控制算法程序加载,实现软件开发设计。系统测试结果表明,采用该系统进行电动起吊推车控制,灵敏度较高,控制收敛误差较低,鲁棒性较好。     

轻小型无人机遥感定位系统误差消除技术研究

传统无人机定位系统误差消除技术存在误差消除精准度低的问题,需对轻小型无人机遥感定位系统误差消除技术进行深入研究。根据轻小型无人机航线、地理参考和初始位置坐标系,构建轻小型无人机遥感定位模型;利用该模型对目标定位原理展开分析,通过模型构建和无人机隐秘飞行特征,对目标位置进行转换,获取转换后的坐标系位置信息,通过无人机飞行姿势变化幅度范围,获取精准误差影像序号,并进行修正,由此完成系统误差消除。实验结果证明,该技术误差消除精准度较高。