无人机定点降落中识别定点方法的研究

无人机进行植保作业后,要实现自主降落,传统的无人机一般借助于自身的GPS系统进行辅助,但该系统在小型无人机上进行精确定位时会存在较大误差.针对这一问题,利用机器视觉系统对无人机定点识别方法展开了研究:设定特定的地标,通过色值提取滤去该定点以外的其他颜色干扰信息,展开形状分析排除掉除该定点形状以外的元素,进行Canny边缘检测识别出地标的轮廓,建立平面坐标系,结合边缘检测获得的像素信息测算地标点的具体方位,并通过试验验证了利用视觉系统可以较好地辅助无人机实现定点降落.     

基于双目的物流无人机定点避障系统

文章针对四旋翼物流无人机在低空复杂环境下,由于环境遮挡,无法依赖GPS与光流实现安全精准定位悬停等问题,做出了相对应的设计。以四轴旋翼无人机为平台,使用树莓派4B为机载视觉处理平台处理英特尔追踪实感摄像头T265的位置和速度信息,使用内置V-SLAM算法,实现四旋翼无人机的高精度定点悬停,实现了无人机在无GPS环境下按照轨迹精确定位网格飞行。并且基于t265的双目摄像头可计算出深度图像数据,实现四旋翼无人机的简单避障功能。最终测试表明:无人机能够实现室内等无GPS环境下的自主精准飞行,以及可以在无人为干扰的情况下实现避障飞行。并且实现无人机的一键起飞,精确悬停等功能。     

一种用于无人机的智能移动充电器设计与实现

由于传统航模电池和无人机智能电池电池容量较小,在户外充电又不方便的情况下飞行时间极其受限,鉴于此,本文提出并设计了一种无人机智能移动充电器,该充电器最大的特点是容量大,相当于携带3.3块4480mAh@15.2V的备用电池,本文详细描述了该充电器各电路模块的相关设计方法,给传统航模电池和无人机智能电池充电这一技术问题提供一定的参考价值。     

旋翼无人机自主降落于运动无人艇的控制研究

无人机与无人艇组成空水作业系统,可以大幅度提高系统完成作业的能力和效率,因此对旋翼无人机在运动无人艇上自主降落控制进行了研究.无人机基于通信获取的无人艇的运动信息和自身的GPS信息,配合视觉算法对降落标识进行识别和定位的计算结果信息实现对无人艇的位置跟踪.无人机根据获取的无人艇的姿态信息进行姿态跟踪后保持对无人艇的位置姿态跟踪并执行无人机自主降落操作.搭建了四旋翼无人机和无人艇组成的空水系统进行实验,结果表明,该系统能够可靠地完成无人机自主降落过程中各个阶段的任务,验证了系统的可行性.     

论智能手机快速充电应用设计

随着智能手机功能的完善与强大,手机电池续航能力将成为一个很大挑战。针对市场上智能手机普遍存在耗电大,充电时间长等问题,提出如何让手机快速充电的电路设计应用方案,满足智能快速安全充电的功能,实现锂电池从涓流、恒流到恒压的整个充电过程。该电路的改进主要在于将智能手机的充电方式由电流控制改变为电压控制,同时确保激活过放电池,从而提高电池的续航能力,使智能手机达到快速充电的目的。     

基于GPRS的智能通信基站电池监控系统的研究与应用

针对移动通信基站后备电池的管理不及时、难度大的现状,提出了用无线技术组建智能基站电池监控系统的方案。方案采用以内嵌微控制器等模块的测控终端为智能节点,通过GPRS实现智能电池控制器与监控中心数据的无线传输,在监控中心的通信和管理软件上实现对移动通信基站后备电池的监控和管理。该方案的实施解决了传统人工现场巡查的不便,节约了大量维护费用,具有极好的应用前景。     

空地协同视觉实现无人机自主降落研究

在深入分析了无人机视觉降落多种方式的基础上,结合无人机连续视觉图像的三维空间信息,提出了基于空地协同视觉信息的无人机自主降落方法,设计了一种多图形组合、多色彩导引、多方法识别的地面合作目标。从坐标系的转换、合作目标的选取、识别与处理等方面进一步细化论述空地协同视觉完成无人机自主降落的方式,通过灰度变换、HSV色彩变换、HU不变距匹配等方法保障了合作目标的准确识别率。     

激光供能无人机光伏接收器设计原则

小型电动无人机在情报获取、战场监视等方面发挥着重要作用,但续航时间短的问题严重限制其效能的发挥。为解决该问题,采用激光无线能量传输技术为飞行中的无人机进行充电,大幅提高其续航时间,增强作战效能。光伏接收器作为能量转换器件,是系统设计需要考虑的核心器件之一。以电动无人机激光供能系统结构原理为基础,针对小型电动无人机的特点,提出在设计光伏接收器时所应满足的具体性能要求,并对影响光伏接收器设计的五个主要因素:系统工作模式,光伏电池,接收器结构布局,散热系统和角度衰减系数进行分析,为光伏接收器的设计提供基础研究。     

多小区毫米波系统中无人机基站飞行姿态优化及性能分析

为了提高多小区毫米波系统中无人机基站覆盖区域内用户的通信质量,本文提出了一种无人机基站的飞行姿态优化方案。该方案首先在无人机基站天线数量趋于无穷大的情况下对吞吐量进行优化,得到最大吞吐量的渐近表达式,然后将吞吐量优化问题进一步细化为天线倾斜角优化问题,最后通过穷举搜索算法来获得使吞吐量最大的天线阵列倾斜角,进一步通过调整天线倾斜角以优化无人机飞行姿态。数值仿真结果表明,所提出的优化方案能够有效提高系统性能,对于多小区无人机毫米波通信系统的性能优化具有理论指导意义。      

基于无人机无线充电技术方法概述

对于无人机而言,锂电池是决定着无人机飞行安全的关键设备。但是,在锂电池的使用过程中,存在着很多不确定因素,对无人机的正常应用造成了严重的影响。文章详细介绍了传统的电磁感应式无线充电方法的原理以及电磁谐振式无线充电方法的原理,并通过它们各自优缺点的分析,为后续在无人机上选择何种无线充电方法提供了应用策略。     

激光供能无人机集群充电策略研究

在复杂的环境中,单个无人机(UAV)执行任务的效率比较低,因此UAV越来越趋向于集群化、协作化。对于激光供能UAV集群来说,高效的充电调度对提高UAV集群的生存能力至关重要。本文提出了一种基于实时能量检测的在线充电策略(REDOCS)。根据UAV各个时刻的剩余能量计算出UAV的实时能量消耗率,然后计算每个UAV的剩余飞行时间以此来选择需要充电的UAV。相较于离线充电策略,REDOCS可以在提高整个网络的运行效率的同时降低UAV集群迫降率。最后通过算例验证,证明了REDOCS在UAV集群充电调度上表现更优。     

高效率激光无线能量传输系统闭环控制研究

为了实现高效率激光无线能量传输系统的研究,基于Simulink建立了激光无线能量传输系统的闭环控制仿真模型,实现了激光光伏阵列的最大功率点追踪、降压电路搭建和锂电池智能充电控制,并结合激光光伏阵列的输出特性和锂电池多阶段恒流充电方法的特性,提出了一种基于激光功率密度闭环信号控制的新型锂电池多阶段恒流充电方法。结果表明,该方法不仅可以实现传统锂电池多阶段恒流充电效果,而且节省了62.9%的光能,系统转换效率提高了62.96%。该结果对研究高效率激光无线能量传输系统是有帮助的。     

无人机发动机的无线标定系统设计分析

传统标定系统一般只能应用于近距离或远程异步的数据采集,而小型无人机飞行时需要对发动机进行实时监测和控制,才能使发动机达到最好的工作状态.因此文中改进了传统标定方式的有线连接方式,在串行通信方式的基础上添加了无线通信模块,修改了传统标定系统的上下位机程序,设计出用于飞行试验的无线发动机标定系统.经过多次飞行试验结果表明:该系统实现了对发动机的工作状态信息实时监测和在线标定,完成了电子控制单元中各种校正MAP数据的确定.文中建立的无线发动机标定系统方案,可推广应用于其他数据传输系统中.     

Multi-load constant current charging technology for wireless charging system

ABSTRACT

In wireless charging system, limited by the coupling effect between the loads and the change of the equivalent impedance of the battery, it becomes difficult to provide efficient and stable energy supply for multiple load devices. In this paper, a multi-load constant current charging technology for wireless charging system is proposed, which combines the primary side control and the secondary side control to achieve quick charge for multiple load batteries at the same time. The system reduces the influence of interference factors by designing the primary side control module and the transmission structure, to ensure sufficient and stable transmission of energy. And utilising the secondary side control module to charge the battery with constant current, which increases the charging speed, and reduces the impact of battery impedance changes on the system’s transmission state. It is verified by experiments that when charging four 1.2 V Ni-MH batteries, the receiver at different positions within the coverage of the transmitting coil can achieve 100mA constant current charging for the battery and the output voltage fluctuation range of each receiver is within 0.2 V, and the working efficiency of the system can reach 70%.     

电动汽车铅酸蓄电池智能充电及其策略

为提高电动汽车铅酸蓄电池寿命和续航能力,实现蓄电池高效、快速充电,设计了一种智能充电系统。硬件采用DC/DC正激变换电路实现功率的转换,同时以单片机为智能控制核心,并利用DS18B20采集电池温度。软件上根据蓄电池快速充电原理,提出一种分阶段定电流和正负脉冲相结合的新型充电控制策略。利用模块化设计方法,完成各功能模块设计,以及利用数字 PI算法实现分阶段电流恒定。实验证明,采用新型控制策略的智能充电系统对蓄电池进行充电,减少了充电时间,提高了充电效率。     

无人机激光无线能量传输APT系统跟踪设计

无人机激光无线能量传输捕获、瞄准、跟踪(APT)系统是系统接收端获得稳定能源的保障。为了解决能量传输过程中充电链路高效可靠的问题, 结合无人机激光能量传输系统特点及实际需求, 在设计中建立自适应感兴趣区域, 提高图像处理速度, 降低噪声, 准确提取目标坐标; 综合考虑多重误差后通过Kalman预测算法实现稳定跟踪, 并根据系统特点提出了系统功率传输效率的计算方案。结果表明, 当无人机飞行速率在18km/h内, 该APT系统能够在300m~500m距离准确跟踪无人机, 跟踪精度在320μrad内。该方案能够保证激光能量传输过程的跟踪精度与可靠性。     

基于DSP28335的飞控计算机DAC扩展电路设计

为了实现UAV的舵机和油门调节控制的需要,飞控计算机系统采用BURR-BROWM公司的D/A芯片DAC7725N来设计D/A扩展模块.使用CPLD实现接口逻辑,简化了电路设计,后续的系统调试验证表明,D/A转换通道在1000Hz的刷新频率下,精度能够达到5.8mV,完全能够满足UAV飞行控制系统实际应用的要求,具有较高的实用性.     

基于四旋翼无人机的人员体征监测系统

研究了一种全新的生命体征监测系统,为野外活动人员提供快速的救援保障。系统整合四旋翼无人机、摄像头、无线基站、测控站、监控终端和生命体征检测设备,在四旋翼无人机上安装无线基站,实现无线监测所有队员的生命体征信息和现场情况。基站安装在无人机上,不受地形的影响,解决了传统地面安装基站的局限性,并提高了无线信号的覆盖范围。     

基于视觉感知的船闸监控系统研究与实现

针对我国内河航运船闸管理信息化水平不高的现状,设计了一种非接触式船闸监控系统,该系统可实现基于无线传感器网络的船闸启闭控制及水情监测,以及基于视觉感知的船舶吨位测量、船舶过闸收费等功能。为了实现船舶过闸的快速、准确收费,提出一种基于Hu不变矩的船体特征提取和基于多分类支持向量基的船体识别算法。实验结果表明,该算法识别精度较高,可以实现船舶过闸的准确收费。     

无人机立体影像在通信中的建模应用

面向5G大连接,通信基站布局、天线布放将会有大规模调整,需要一种高效、精确、可复现的方法,对基站天线等基础设施和环境信息进行立体影像采集,形成立体影像的三维数字化点云。本文开展了多种无人机型对落地铁塔和楼顶天面两类典型基站场景的三维数字化采集和建模试验,论证了无人机通信基础设施立体影像采集系统精度满足通信工程要求,可提升勘察和规划设计的效率,累积通信行业数字资产。