基于神经网络的舰载无人直升机着舰控制研究

介绍了基于神经网络的无人直升机轨迹跟踪控制系统的设计方法。针对无人直升机着舰回收的特殊要求,设计了直升机着舰轨迹,采用动态逆方法设计了直升机自动着舰控制系统,通过自适应神经网络,对动态逆误差进行了补偿,利用Matlab仿真工具箱,对无人直升机自主着舰的全过程进行仿真验证,仿真结果显示,系统符合设计要求。     

基于改进ERFNet的无人直升机着舰环境语义分割

为增强无人直升机对着舰环境的感知理解,促进其安全高效地实现自主着舰,将ERFNet网络模型应用于无人直升机着舰场景语义分割任务中。首先,结合非对称残差模块和弱瓶颈模块对ERFNet网络模型进行改进,提高运行速度、减少精度损失;其次,利用MultiGenCreator和VegaPrime等技术开发无人机自主着舰仿真系统,并建立无人机自主着舰场景数据集;最后,采用PyTorch深度学习框架实现网络模型,采取模型再训练方法对网络进行学习和训练。实验结果表明,所提网络综合优势明显,平均交并比(Mean Intersection over Union,MIOU)达到76.35%,前向传播时间为22.37 ms。     

无人直升机着舰甲板运动预估与补偿方法

无人直升机担负着越来越重要的作战使命,而甲板运动是影响其着舰安全的重要因素,对着舰甲板运动进行精确预估与补偿是亟待解决的难题。为此,基于自适应AR模型与最优预见控制方法,提出了一种甲板运动预估与补偿方法。基于AR模型设计甲板运动预估器时,引入时变因子设计了自适应模型参数更新律优化模型性能,强调数据的实时性,仿真结果表明,该方法在一定程度上提高了甲板运动预估的准确性,且计算相对简单;将甲板运动预估器产生的预估信号作为可预见的未来信息引入预见控制器,并基于最优控制理论对着舰甲板运动进行补偿,较好地改善了甲板运动补偿系统相位延迟问题,并在一定程度上提高了甲板运动跟踪精度,进而提高无人直升机着舰成功率。     

基于改进SSD网络的着舰标志识别方法

鉴于深度学习在图像识别领域的重大进展,在无人直升机自主着舰的应用背景下,针对较为复杂的着舰环境和着舰标志设计,采用单级多区域检测(SSD)网络对着舰标志进行识别.针对SSD网络对小目标识别率低的缺点,基于深度残差网络和特征金字塔网络结构对SSD网络进行了改进,使用ResNet101代替VGG-16网络,并利用特征金字塔...     

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.     

直升机最优航线规划与地形跟踪

航线网络是直升机的重要组成部分,其主要功能是使得直升机在空中飞行,且具有一定的速度和加速度。如何合理地安排航线、选择最佳降落点以及确定最优航程时间等问题,一直是研究中需要解决并且必须考虑到的。文中首先对直升机飞行及直升机航迹规划相关理论进行了介绍,然后基于地形跟踪对直升机最优航线进行了规划,并基于最优航线规划与地形跟踪进行分析,最后对直升机航迹规划进行仿真实验。     

基于多重递阶结构的无人直升机航线控制

本文针对传统无人直升机的航线控制方法在特定情况下容易产生航线侧偏距稳态偏差问题,提出基于多重递阶控制结构的航线飞行控制方法,本方法将航向飞行控制系统自外向内划分为三重回路,外回路通过控制解算将航线侧偏距信息转化为期望的航迹角指令,中回路将航迹角指令转化为期望的滚转角指令,内回路实现滚转角指令的跟随控制,从原理上解决了航线侧偏距的稳态偏差问题。半物理仿真结果表明,本方法有效改善了无人直升机的航线飞行性能,侧偏距控制效果良好。     

四旋翼飞行器自主航行的设计

基于四旋翼飞行器设计了一套自主航行系统。介绍和分析了该系统的硬件构成及GPS和电子罗盘相结合的导航原理,阐述地面站软件的工作过程。为使系统具有很高的精确度和实时性,导航地面站软件利用Google Earth API接口快速导入电子地图;通过XBee模块无线传输预设航线和反馈飞行器的位置信息,以此实现飞行器的自主航线飞行及对飞行器位置的实时跟踪。     

直升机着舰甲板指挥模拟训练系统的设计

直升机着舰时,需由甲板指挥员实施引导,协助飞行员将直升机安全降落在载舰的指定区域内。甲板指挥员对飞机状态的判断和指挥,将直接影响直升机着舰的安全,为此开发研制了直升机着舰甲板指挥模拟训练系统。基于3DSMAX三维建模和动画技术,以甲板指挥员的视角虚拟直升机着舰的指挥场景,模拟直升机着舰的动态过程。采用Author-ware交互控制技术,通过键盘控制,实现了甲板指挥员指挥直升机着舰的模拟指挥控制,并对指挥效果进行评判。应用表明,系统运行稳定,模拟训练效果良好。     

基于蚁群四次贝塞尔曲线的无人车路径规划

为了实现在障碍物环境下规划出符合无人车行驶曲率并安全避障的路径,提出一种蚁群算法与四次贝塞尔曲线融合的路径规划方法。首先在栅格地图下利用蚁群算法规划出从起始点到目标点的全局最短路径;然后将路径分割成有限个位置点,在每两个点之间生成具有行驶曲率、避障安全距离的贝塞尔曲线;最后形成一条连续的无人车行驶路径。经过仿真验证,证明了此方法的有效性和可行性。