基于无人机巡线图像的地面油气管道识别方法

限于成本,无人机搭载的任务设备主要为普通数码相机,采集的是可见光图像,针对此种情况,提出了一种利用彩色分割及形状检测识别油气管道的方法,首先需要设定感兴趣区域ROI,计算出协方差矩阵C和均值m,并使用欧氏距离、马氏距离对图像进行彩色聚类分割,然后对分割图像填色后进行边缘检测,最后根据边缘图像进行霍夫变换来检测直线特征,实现复杂环境下对管道位置的自动定位.测试图像库包含300幅图像,识别准确率达到80.3%,实验结果表明,在色彩差异较大背景中,基于颜色和形状特征的识别方法能有效进行管线跟踪定位.     

基于定向距离变换耦合多粒子滤波器的车道线检测算法

针对复杂环境下车道线检测精度不高的问题,提出了一种定向距离变换耦合多粒子滤波器的车道线检测算法。首先,利用四点透视映射方法,将输入图像转换为鸟瞰图,使车道边界平行,便于车道检测。引入定向距离变换(oriented distance transform,ODT),将鸟瞰图边缘像素标记到水平和垂直方向上最近的点,寻找初始边界点。其次,利用车道中心、中心到左右边界的角度以及左右车道边界的切角来构建车道线模型,通过分别考虑两个独立的4D粒子空间,以应用于左右车道边界。随后,在车道模型引入多粒子滤波器,利用左右两侧独立传播的粒子来侦测和追踪一对车道边界点,并使用局部线性回归调整得到的边界点。为了优化多粒子滤波器性能,根据粒子状态向量创建动态依赖关系。最后,通过迭代来确定粒子对应的权重,利用多粒子滤波来检测车道线。实验表明,与当前流行车道线检测算法比较,在多种复杂干扰环境下,所提算法具备更高的检测精度与鲁棒性。     

基于自适应神经网络Backstepping 空中加油编队飞行控制

为解决无人机自主空中加油过程加油机和受油机编队飞行控制的问题,提出了对受油机采用导引回路和 姿态回路分离控制策略,采用L1 导引算法设计一种基于自适应神经网络Backstepping 飞行控制器。将改进的L1 导 引算法应用于受油机的横向和纵向的导引,使用自适应神经网络补偿受油机受到的外界的干扰和系统模型误差,神 经网络权值矩阵通过自适应律在线更新,并结合Backstepping 控制方法设计受油机的控制律。仿真结果表明：在受 油机与加油机编队飞行过程中,该设计方法能有效提高受油机的跟踪精度和抗干扰能力,解决空中加油编队飞行控 制问题。     

古建筑的近景摄影成图方法

古建筑的正投影图和等值线图，在古建文物的保护和研究中，不仅可以作为珍贵资料加以保存，而且，一旦古建文物遭到破坏后，还可依据这些图进行修建以恢复古建文物的本来面貌。近景摄影测量是一种为古建文物提供平面、立面、剖面，等值线图等图件的新方法。基本上做到了精度高、表示完整、详尽、合理。     

反潜巡逻机空投鱼雷最佳投雷参数研究

为了提高反潜巡逻机使用航空鱼雷攻潜的命中概率,提出了"最佳投雷参数"的概念,分析了其影响因素和选择标准,建立了基于蒙特卡洛法的计算模型,仿真分析了投雷参数、目标定位精度和投雷散布对鱼雷环形搜索一周发现目标概率的影响。结果表明,投雷参数的选择应当综合考虑目标定位精度和投雷散布,以此确定航空鱼雷的最佳投雷参数。     

一种航空深弹安定器的CFD优化设计

静稳定性是航空深弹稳定飞行的先决条件,某对称配置的航空深弹静稳设计主要通过调整安定器的外形和相对位置实现。利用CFD方法研究某航空深弹在各种安定器外形参数条件下的流体动力参数,优化在总体接口条件限制下最可能实现的安定器外形设计。通过使用Fluent软件计算结果与试验结果的比较,认为此计算结果可信。     

切换通信拓扑条件下的无人机集群构型变换控制

研究了在切换通信拓扑条件下的无人机集群构型变换控制问题。基于一致性控制理论,对具有2阶积分特性的无人机集群设计了构型变换控制协议,为使无人机集群能够实现特定构型变换并保持特定速度,在控制协议中引入编队参考向量。给出了在通信拓扑切换情况下无人机集群实现特定构型变换并保持特定速度的充分必要条件。在通信拓扑图保持连通的条件下,利用Lyapunov稳定性理论证明了无人机集群系统稳定性,并利用代数黎卡提方程理论给出了控制协议中参数矩阵的设计方法。数值仿真结果验证了所设计的控制协议有效性。     

检校场标定长焦航测相机参数

为实现长焦航测相机内参数及畸变参数标定,提出利用室外检校场对相机进行标定的方法。介绍了该方法由初值到精确值的两步法的求解步骤、计算过程及实验过程。首先通过给定已知特征点位置信息以及不同角度不同位置下拍摄的影像,通过特征点提取及匹配,根据像点坐标与世界坐标的线性对应关系,基于直接线性变换算法建立约束方程求取相机参数初值,进而通过混合LMQN(Levenberg-Marquardt与Qusai-Newton)迭代优化加速求解精确值。与精密测角法比无需精密设备的操作及记录,只需不同位置不同姿态拍摄多张包含精确位置信息的检校场影像即可。最后进行标定实验并对结果分析,基于检校场的标定方法在参数解算中特征点最大投影误差为2.471pixel,标定参数主点精度为9.7μm(2pixel),主距精度为4.3μm(1pixel),解算相机拍摄位置精度0.035m,满足测绘应用的精度需求。     

超小型无人机GPS导航中的坐标转换

超小型无人机GPS导航中,用简化高次项的高斯投影正算法将WGS-84大地坐标投影变换为高斯平面坐标,通过投影变换及在投影面上转换坐标实现坐标转换.并用相似变换法将GPS接收到的WGS-84大地经纬度高斯投影后强制转换统一,以实现坐标匹配.此算法可满足超小型无人机机载GPS导航和实时监控系统的精度要求.     

混编集成末端防空群指挥跨度研究

针对确定指挥跨度缺少定量依据的问题,研究基于信息化指挥手段的混编集成防空群指挥跨度定量分析 方法。定性分析影响混编集成指挥跨度的指挥主体、指挥对象及指挥手段等因素;在管理学格拉丘纳斯公式的基础 上,引入信息化效率因子、指挥难度指数和协同难度指数修正该公式,计算混编集成情况下指挥控制工作关系数, 衡量指挥控制工作的复杂程度,与传统编成经验值相比较,并以首都地区某末端防空群为例进行计算。结果表明： 混编集成指挥跨度为6,可为确定多型防空兵器混编集成指挥跨度提供一定的理论依据。