基于无人机激光雷达的铁塔自动挂取安全攀登绳装置研究

老旧的铁塔因过去设计缺陷无安装安全绳装置,导致工作人员在高空作业时存在很大的安全隐患。为此,提出了一种无人机自动挂取安全设备。该设备可通过控制无人机自动挂取安全固定装置,配合工作人员安装好防坠器,为作业人员高空作业提供安全保障。在此基础上,为解决安全挂钩装置一体性差的问题,在无人机底部增加了激光雷达并优化了装置,同时研制了一套基于无人机激光雷达的铁塔自动挂取安全攀登绳装置。     

基于虚拟现实的无人机地面监控仿真系统

介绍一种以PC机的Windows操作系统为平台，利用VisualC 6．0和OpenGL共同开发的一套无人机地面监控仿真系统根据实际需要建立用于显示各种参数的仪表模型；通过PC机的串口和无线数字电台接收飞行数据；同时，可以向无人机发送各种飞行指令来控制无人机飞行该系统对于进一步开发整套无人机飞行仿真系统有一定的借鉴作用     

一种无人机图像的铁塔上鸟巢检测方法

由于鸟巢造成的输电线路跳闸事件频频发生,已严重威胁到国家电网的安全运行,为了降低复杂背景的影响,提出了一种自动检测铁塔上鸟巢的方法,首先识别巡检图像上铁塔所在区域,考虑到铁塔是由不同方向的线材构成的空间图像,将巡检图像分块并分析不同方向的线段密度,判决是否属于铁塔区域,将检测的分块铁塔区域聚类,进而识别铁塔区域。在铁塔区域内,搜索符合鸟巢样本的HSV颜色特征量的连通区域,作为候选的鸟巢区域,分析候选鸟巢区域的形状特征参数,描述鸟巢粗糙度的灰度方差特征量,描述鸟巢纹理的惯性矩特征量,通过对无人机巡检采集的输电线路图像的测试,验证了这种方法能有效排除背景的干扰,有效检测出铁塔上的鸟巢。     

AR虚拟技术于包容性空间系统设计研究

为更好地做好包容性空间系统中的导航，提出构建一个基于BIM和AR虚拟技术的导航方法。首先，构建一个基于BIM和AR技术的导航路网；然后在AR技术惯性导航定位基础上，引入Revit坐标系进行坐标系转换和节点匹配，以实现包容性空间中用户的定位；之后基于蚁群算法引入AR标识节点数量和节点利用率，得到IARA算法，从而构成基于BIM和AR技术的包容性空间导航方法；最后结合实际案例开发进行系统验证。结果表明，在相同的实验环境下，对比于传统的SPA导航算法，提出的IARA算法在导航路径中可经过更多AR标识节点，路径方向与AR节点的偏离度较小，节点利用率分别为51%、62%和55%,比SPA分别高出了32%、32%和37%。由此可知，提出的IARA算法可平衡AR标识节点数量、节点利用率和距离，导航路径更加满足实际导航需求。系统应用表明，基于BIM和AR虚拟技术的包容性空间导航方法可进行路径规划和空间设计，具备一定的可行性。     

机载(动态)GPS信号模拟器研究

为解决无人机GPS自主导航系统的地面实验环境问题，结合某型无人机GPS自主导航系统的开发，首先提出了机载GPS信号模拟器的概念；其次，探讨了机载GPS信号模拟器的基本组成以及各组成部分的工作原理和实现方法，采用四元素法来实现无人机姿态角的求解，用迭代的方法来进行大地参心坐标系和WGS-84坐标系之间的转换；再次，在BORLANDC＋＋3．1编译环境下采用C语言编制了机载GPS信号模拟器仿真软件和地面监控软件；最后，设计了基于GPS自主导航的半实物仿真实验方案并对某型无人机进行了仿真实验，取得了良好的实验效果。     

基于数字相机和时间心理视觉调制的增强现实技术

为了拓展增强现实（AR）的实用性,提出一种基于时间心理视觉调制（TPVM）技术和数字相机来实现AR效果的方法。首先将AR中的标记嵌入数字屏幕的媒体内;然后利用人眼识别感知与数字相机拍摄图像形成在数字屏幕或者投影仪上原理的差异,使用数字相机设备获取数字屏幕图像内人眼不易察觉的AR标记;最后在获取标记的智能设备中显示AR效果。仿真结果显示,将数字相机与TPVM技术相结合,能够很好地将AR标记隐藏在影像中,同时人眼无法察觉,而数字相机则能准确地识别AR标记并实现AR效果。通过手机替代3D眼镜等额外设备,降低了AR的使用限制,拓展其实用性。     

增强现实环境快速重建系统研究

针对现有增强现实技术在进行环境重建时存在环境重建时间长、设备门槛高、户外环境重建定位困难等问题，设计并实现了AR环境快速重建系统。以谷歌ARCore作为开发基础，调用环境信息估算工具获取三维模型空间坐标和环境深度信息；设计一种新的多重目标跟踪匹配算法，以解析目标特征，并与三维模型生成对应关系；加入北斗全球卫星信号（global navigation satellite system,GNSS）接收机对原有的定位模块进行改进，采用参数转换法对高精度坐标进行本地化处理；使用分割位姿匹配法校正环境中的三维模型重建位姿。实验结果证明，该改进系统适用范围广，拥有脱离摄像头后AR环境不丢失位置等特点，增强了AR环境重建中用户的方位感知能力，降低了AR环境中不同三维模型和目标特征的匹配处理难度。     

无人机飞行控制系统软件测试策略的研究

无人机飞行控制系统是无人机机载设备中最重要的部分之一；对无人机飞行控制系统软件进行严格测试是保证其质量的重要手段；首先介绍软件测试的通用的基本理论和基本方法；然后以某型无人机飞行控制系统软件测试为案例，研究了无人机飞行控制系统软件的特点；提出了一种基于经验反馈的软件测试模型，并分析了该模型的特点；最后提出了一套适用于无人机飞行控制系统软件测试的策略。     

天猫：虚拟试穿

网购便且性价比高，备受消费者青眯。世网购只能通过想像来判断产品是否合适，消费者难免有购买后退换货的烦恼。而全新的AR互动技术有很多衣服，川手点一卜，就可以试穿选中的衣服，随着身体的转动，衣服会跟着转动，还可以搭配靴子、眼镜、     

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。     

增强现实综述

增强现实(augmented reality，AR)技术可以将虚拟的物体合并到现实场景中，并能支持用户与其进行交互，它已经成为虚拟现实研究中的一个重要领域，也是人机界面技术发展的一个重要方向。为了使人们对其有所了解，该文首先概略描述了这个领域的主要研究内容和进展情况，并详细介绍了增强现实中的支撑技术、开发工具和相关理论；然后针对当前AR应用的现状，分析了实现中的难点问题，并给出了与AR普及应用密切相关的一些系统框架和开发平台的描述，最后介绍了几个典型的AR应用实例。     

谷歌眼镜：从别人的眼中看世界

一个人戴上一副特殊的眼镜，抬头望一眼天空，眼镜便能显示出当日的天气状况；在马路上行走时，眼镜里显示的谷歌地图会自动导航；只需要嘴巴动一下，就能收发短信；轻松扫一眼某个地方，眼镜就能帮忙完成签到；甚至还能用语音控制眼镜取景拍照……。     

基于边缘智能感知的无人机空间航迹规划方法

随着海量用频设备的涌现，无人机执行任务的电磁环境愈加复杂，对无人机认知环境和自主避障能力提出了更高的要求。鉴于此，提出了一种基于边缘智能感知的无人机空间航迹规划方法。首先，提出了一个基于边缘智能感知的无人机航迹规划框架，通过边缘服务器、传感器终端和无人机的协同通信与计算，提高无人机的环境感知和自主避障能力；其次，提出了一种基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient, DDPG)算法优化的人工势场方法，避免无人机航迹规划陷入局部最小值点，同时行能耗；最后，在静态和动态干扰环境中对所提算法进行仿真实验，结果表明，与现有航迹规划方法相比，所提方法可以优化无人机的飞行航迹和传输数据速率，在静态和动态干扰环境中，无人机飞行能耗分别降低5.59%和11.99%,传输速率分别提高7.64%和16.52%,显著提高了无人机的通信稳定性和对复杂电磁环境的适应性。     

基于深度学习的四旋翼无人机单目视觉避障方法

针对无人机避障问题，提出一种基于深度学习的四旋翼无人机单目视觉避障方法。首先通过目标检测框选出目标在图像中的位置，并通过计算目标选框上下边距的长度，以此来估量出障碍物到无人机之间的距离；然后通过协同计算机判断是否执行避障动作；最后使用基于Pixhawk搭建的飞行实验平台进行实验。实验结果表明，该方法可用于无人机低速飞行条件下避障。该方法所用到的传感器只有一块单目摄像头，而且相对于传统的主动式传感器避障方法，所占用无人机的体积大幅减小。该方法鲁棒性较好，能够准确识别不同姿态的人，实现对人避障。     

多标记室内小型无人机定位与姿态估计方法

随着无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）小型化、轻便化的发展,因其价格低廉,以及在娱乐和服务领域的广泛使用的特点,使得如何实现一个便捷且易实现的自主飞行跟踪系统成为关注点。由于无人机在室内GPS信号弱,使得跟踪与姿态获取成为进一步室内无人机自主控制的重点与难点。与动辄几十万美元搭建的无人机跟踪系统相比,采用低成本单目摄像机的无人机跟踪系统具有更高的科研价值和更广泛的应用前景。针对目前流行的基于增强现实（Augmented Reality,AR）技术的ArUco标记算法和颜色空间域标记算法,设计了一种多标记的无人机跟踪系统。在无人机目标跟踪过程中比较两种方法,验证了两种方法非接触式深度传感器无人机跟踪和姿态估计的效果,并比较了两种方法对空间亮度与空间颜色复杂度的鲁棒性,以及不同跟踪距离下视频中无人机检出率与跟踪精度。实验结果表明,基于深度摄像机获得的无人机位置和姿态数据,无人机可以进行自主的PID控制飞行,且AR标记在复杂环境下无人机的检出率、跟踪实时性、姿态估计精度以及鲁棒性都优于颜色标记,为之后室内无人机在非接触式传感的控制、路径规划、自主规避等进一步实验研究提供了无人机的位置和姿态数据。     

无人机飞行控制系统模拟器设计

提出了一种基于工业控制计算机开发的某型无人机飞行控制系统模拟器设计;详细介绍了系统设计原理，给出了硬件构成方案、软件功能模块组成和程序流程图，最后分析了测试结果；该模拟器充分利用了当前计算机技术、自动控制技术、系统实时仿真技术和面向对象编程技术，具有功能强大、界面友好、操作灵活的特点。可用于无人机系统先期设计验证或后期测试维护；实际使用情况表明该系统性能良好，完全能够代替真实飞行控制系统进行实时仿真试验。     

无人机飞控系统故障诊断技术研究综述

近年来，无人机因其运行成本低、机动性强等独特优势被广泛应用于军民各复杂领域；同时，复杂多样的任务对无人机系统的可靠性和安全性提出了更高的要求。无人机故障诊断技术能够及时准确地提供诊断结果，有助于无人机的维护、保养与维修，对提升无人机的作战效能具有重要意义。因此，从无人机的飞控系统剖析各类常见故障的机理，并进行故障归类。主要围绕飞控系统中的传感器、执行器和其他部件的故障诊断技术，分析总结了无人机故障诊断技术的研究方法和现状。探讨了无人机故障诊断技术面临的主要挑战，并指出了未来的发展方向；旨在为无人机故障诊断技术领域研究人员提供一定参考，促进我国无人机故障诊断技术水平的提升。     

工业废水污染源远程监测系统的开发研制

利用嵌入式系统与网络技术相结合开发研制了工业废水污染源远程监测系统，以实现对排污企业排污情况进行分布式网络化远程监测和管理。数据采集器采用Rabbit 2000作为核心器件，利用内嵌的TCP/IP协议栈实现网络通信系统设计；系统管理软件采用Delphi开发，可完成系统管理、排污企业信息管理、实时监测、查询、报表管理、用户管理、数据库维护和数据处理等任务；后台数据库采用SQL Server 2000实现。该系统目前已投入使用，通过了当地环保部门验收。     

基于改进人工势场法和自适应神经网络的共轴双旋翼无人机避障飞行控制

针对共轴双旋翼无人机(coaxial rotor unmanned aerial vehicle, CR-UAV)在未知和危险环境中飞行避障的控制问题，基于飞行态势图和改进人工势场算法，提出了一种新的避障方法。首先，该方法通过飞行态势图对障碍物信息进行建模，考虑了CR-UAV飞行控制的约束条件，可使无人机有效利用障碍物信息进行避障，避免了局部极小点的问题，无人机的控制和避障能力显著提高；其次，采用基于径向基函数的神经网络(RBFNN)对CR-UAV飞行中的干扰进行估计并实时补偿，采用非线性状态误差反馈实现CR-UAV的姿态跟踪控制，从而保持无人机避障飞行过程中的姿态稳定；最后，进行了仿真实验。从仿真结果可以看出，无人机在避障飞行具有良好的姿态稳定能力。     

基于BCB & MapX的无人机航路规划与监控系统实现

给出了无人机监控系统的模块构成，在分析模块要素的基础上，给出了在BCB下实现无人机任务规划与监控系统的方法。通过在BCB中引入MapX控件，提高系统对GIS信息的监控处理能力；建立了无人机航路优化的VORONOI图数学模型，通过最小化航路代价的Dijkstar算法，在MapX中实现了最优航路的搜索，并针对MapX二次开发中的少量复杂图标的动态标绘、动态更新的关键技术问题提出了一套有效的解决的方案，给出了其实现的核心代码。